KR101231616B1 - Light Weight Nano-Composites Hybrid Hard Armor for Personnel Protection - Google Patents

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Abstract

본 발명은 개인용 하드 방탄판탄판에 관한 것으로, 탄소나노튜브 강화 폴리카보네이트 고분자중합체로 이루어진 카본나노튜브 강화 폴리카보네이트(Carbon Nanotubes-Reinforced-Polycarbonate-Polymer)층과; 상기 카본나노튜브 강화 폴리카보네이트층의 하면에 접합제를 통해 가열 가압되어 접합된 탄소나노튜브 강화 폴리우레탄 고분자중합체로 이루어진 카본나노튜브 강화 폴리우레탄(Carbon Nanotubes-Reinforced-Polyurethane-Polymer)층과; 상기 카본나노튜브 강화 폴리우레탄층의 하면에 접합제로 가열 가압되어 접합되고, 충격을 흡수하여 총상과 불런트 포스 트라우마(Blunt Force Trauma)를 방지하는 초고분자량 폴리에틸렌층과; 상기 초고분자량 폴리에틸렌층의 하면에 접합제로 가열 가압되어 접합되고, 후면파쇄와 딱지파쇄를 방지하는 스폴라이너층(Spall Liner Layer)과; 상기 스폴라이너층을 감싸면서 최종적으로 충격에너지를 흡수하도록 상기 층들에 도포되는 형태로 포장되는 케블러 방탄직물층과; 상기 케블러 방탄직물층을 감싸는 형태로 도포되어 포장되고, 내부로의 열전달을 차단하고, 실화 또는 적탄에 의해 불에 타는 것을 방지하도록 구비되는 노멕스 내열직물층으로 구성된 개인용 하드 방탄판을 제공한다.
본 발명의 층상이종장갑재를 이용한 하드 방탄판(Hard Armor)을 이루는 방탄층들 중 한 층인 초고분자량 폴리에틸렌층, 즉, Dyneema 다이니마 UD 또는 Spectra 스펙트라 섬유들을 일정하게 층층이 배열한 후 이 섬유들에 필요한 온도와 압력을 가하여 특정한 두께의 방탄 및 방검, 방도 성능을 가진 부직포 형태로 만들고, 충분한 양의 D3o 충격흡수물질을 침습시켜 특정한 두께의 방탄, 방검, 방도 및 충격흡수 성능과 함께 소프트 방탄판(Soft Armor)로서 필요한 유연성(Flexibility)과 가벼운 무게(Light Weight)를 가진 초고분자량 폴리에틸렌층과; 상기 초고분자량 폴리에틸렌층의 외부를 감싸는 형태로 포장되어 내부로의 열전달을 차단하는 노멕스 내열직물층으로 이루어진 소프트 방탄 패널(Soft Armor Panel)과; 상기 소프트 방탄 패널(Soft Armor Panel)들을 필요한 수 (약 4~5 매) 만큼 겹쳐 소프트 방탄판(Soft Armor)를 제공하며; 또한 상기 층상이종장갑재 하드 방탄판(Hard Armor)들과 초고분자량 폴리에틸렌층 소프트 방탄판(Soft Armor)들을 함께 수납 또는 상황에 따라 둘 중 한 가지만 수납하여 착용할 수 있으며, 가죽처럼 질기고, 닳아짐에 강한 1000 Denier Cordura 코듀라 나일론 원단에 바깥쪽은 불에 타지 않는 방염(防炎)처리, 안쪽은 방수(防水), 방습(防濕), 발한(發汗), 방한(防寒) 기능을 위해 된 고어텍스(Gore-Tex) 또는 딘텍스(DINTEX)로 처리를 하여 내부의 방탄판들과 착용자를 보호할 수 있도록 제작된 다양한 형태의 방탄복 외피(Outer Vest)를 제공한다.
그리고, 이 방탄복은 뛰어난 방검, 방도(Stab Proof) 성능을 가지고 있기에 방검복(Stab Proof Vest)으로의 사용도 가능하다. 뿐만 아니라, 각개 병사가 착용하는 방탄복의 하드 방탄판(Hard Armor) , 방탄헬멧 등을 방탄용 층상이종장갑재(Layered Hybrid Armor Material For Personnel Armor)로 구조적 결합성을 갖도록 조합하여 적탄의 충격에너지를 단계적으로 감소시킴과 동시에 탄자에 의한 파편이 관통되지 못하도록 함으로써 부상, 관통상 등을 억제하여 각개 병사의 신체를 최대한 안전하게 방호하는 효과를 얻을 수 있다.The present invention relates to a personal hard bulletproof bullet plate, comprising a carbon nanotube reinforced polycarbonate (Carbon Nanotubes-Reinforced-Polycarbonate-Polymer) layer made of a carbon nanotube-reinforced polycarbonate polymer; Carbon nanotubes-Reinforced-Polyurethane-Polymer layer made of carbon nanotube-reinforced polyurethane polymer polymer bonded to the lower surface of the carbon nanotube-reinforced polycarbonate layer by heat and bonding; An ultra-high molecular weight polyethylene layer bonded to the lower surface of the carbon nanotube-reinforced polyurethane layer by heat and pressure bonding, and absorbing shock to prevent gunshot wounds and blunt force trauma; Spline liner layer (Spall Liner Layer) is bonded to the lower surface of the ultra-high molecular weight polyethylene layer by heat and pressure bonding to prevent the back and scab fracture; A Kevlar ballistic fabric layer wrapped in a form applied to the layers to surround the spooler layer and finally absorb impact energy; The Kevlar bulletproof fabric layer is coated and wrapped in a form, and provides a personal hard bulletproof plate consisting of a nomex heat-resistant fabric layer is provided to block heat transfer to the inside, and prevent burning by misfire or red coal.
Ultra high molecular weight polyethylene layer, that is, one of the bulletproof layers forming the hard armor plate using the layered heterogeneous armor of the present invention, that is, the temperature required for these fibers after uniformly arranging Dyneema Dyneema UD or Spectra spectra fibers Pressurized and pressurized to form a non-woven fabric with a certain thickness of bulletproof, anti-skid, and anti-fog, and infiltrate a sufficient amount of D3o shock absorbing material to soft-ball with a specific thickness of bullet-proof, anti-friction, anti-fog, and shock absorbing. Ultra-high molecular weight polyethylene layer having the required flexibility and light weight; Soft bulletproof panel (Soft Armor Panel) consisting of a nomex heat-resistant fabric layer wrapped in the form surrounding the ultra-high molecular weight polyethylene layer to block heat transfer to the inside; Providing a Soft Armor by stacking the Soft Armor Panels by the required number (about 4-5 sheets); In addition, the layered armor armor hard armor (hard armor) and the ultra-high molecular weight polyethylene layer soft bullet (or armor) can be stored together or wear only one of the two depending on the situation, and wear like a leather, strong and wear-resistant Gore-Tex with 1000 Denier Cordura cordura nylon fabric for flame-retardant finish on the outside and waterproof, moisture-proof, sweat and cold on the inside It is treated with Gore-Tex or DINTEX to provide various types of outer vests that are designed to protect the internal bulletproof plates and the wearer.
In addition, the body armor has excellent sword proofing and stab proof performance, and thus can be used as a stab proof of the body. In addition, by combining the hard armor armor and bulletproof helmet of the body armor worn by each soldier with a layered armor armor for layered armor (Layered Hybrid Armor Material For Personnel Armor) to structurally bond the impact energy of the enemy bombs step by step At the same time, by preventing the penetration of debris by bullets, it is possible to suppress injuries, penetrating wounds, and the like to effectively protect the body of each soldier.

Description

개인용 하드 방탄판{Light Weight Nano-Composites Hybrid Hard Armor for Personnel Protection}Light Weight Nano-Composites Hybrid Hard Armor for Personnel Protection

본 발명은 개인용 하드 방탄판에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전장에서 적탄으로부터 각개 병사의 신체를 적절히 방호할 수 있도록 각개 병사에게 지급되는 방탄복, 방탄헬멧 등의 방탄성능을 혁신적으로 개선한 개인용 하드 방탄판에 관한 것이다.
The present invention relates to a personal hard bulletproof plate, and more particularly, to a personal hard bulletproof plate that has innovatively improved the bulletproof performance of bulletproof clothing, bulletproof helmets, etc., which are provided to each soldier so as to properly protect the body of each soldier from red coal on the battlefield. It is about.

알려진 바와 같이, 이라크와 아프가니스탄에서 작전을 수행중인 미군의 경우 병사 개개인이 모두 IOTV(Improved Outer Tactical Vest), CIRAS(Combat Integrated Releasable Armor System)와 같은 NIJ Level IV 수준의 방탄능력을 가진 방탄복을 입고 있으며, 미 육군의 경우 미 육군에 의해 개발되었고 프랑스에서 생산되어 미군에 납품되는 MSA사의 MICH(Modular Integrated Communications Helmet)-TC2000 ACH(Advanced Combat Helmet)라는 최신형 케블러(Kevlar) 헬멧을 착용하고 있다.As is well known, US soldiers in operations in Iraq and Afghanistan are all wearing armored armor with NIJ Level IV bulletproof armor such as Improved Outer Tactical Vest (IOTV) and Combat Integrated Releasable Armor System (CIRAS). For example, the US Army is wearing the latest Kevlar helmet, MSA's Modular Integrated Communications Helmet (MICH) -TC2000 Advanced Combat Helmet (ACH), developed by the US Army and produced in France.

물론, 이 헬멧은 그 전에 쓰던 PASGT 방탄헬멧보다 야시장비와 통신장비를 부착하기가 용이해졌고, 내부도 M1 철모에서 쓰였던 방법과 크게 다르지 않은 전통적인 방식인 여러 개의 띠들을 연결해 헬멧 안쪽면과 착용한 병사의 머리를 이격시키는 대신 여러 개의 쿠션들을 붙이고 턱끈도 기존의 2점식이 아닌 자전거용 안전헬멧처럼 4점식 턱끈을 써서 착용감이 좋고 머리에 고정도 잘 된다는 이점이 있으며, PASGT 헬멧의 연장된 뒤통수 보호부가 엎드려 쏴 자세에서 뒷목 부위에 닿아 밀리면서 헬멧 전체가 앞쪽으로 회전해서 앞부분이 너무 내려와 시계를 좁게하고 M-16 계열 소총의 총열 축선에 비해 높이 올라와 있는 가늠자와 부딪혀 사격시 곤란을 겪는 등 그 동안 지적된 여러 가지 문제점들을 해결하기 위해 새로 설계된 것이다.Of course, this helmet is easier to attach to night vision and communication equipment than the previous PASGT bulletproof helmet. Instead of separating the heads of the heads, they have multiple cushions and the chin strap also has the advantage of wearing a four-point chin strap like the conventional safety helmet for bicycles. In the prone shooting position, the entire helmet rotates forward and the front part is too low to narrow the watch, striking the scale that is higher than the barrel axis of the M-16 type rifle and struggling when shooting. It is a new design to solve various problems.

그러나, 전체적인 방어면적이 작아져서 이 헬멧을 착용하기 시작한 후 머리 부분에 부상을 입는 경우가 더 많이 늘었다는 지적도 함께 받고 있다.However, it has been pointed out that the overall defense area has become smaller and more head injuries have increased since the helmet began to be worn.

한편, 국군의 경우에도 이라크에 파병된 병력들은 폴리에틸렌 계열 방탄섬유이면서 네덜란드에 위치한 DSM사에서 생산하는 다이니마(Dyneema) UD를 이용한 방탄장비를 사용하고 있지만 수가 부족하여 작전 투입 병력 및 경계 병력 외에는 미군의 PASGT 방어복을 모방한 국산 케블러 방탄복을 착용하고 있다.In the case of the ROK military, the troops sent to Iraq are polyethylene-based bulletproof fibers and bulletproof equipment using Dyneema UD produced by DSM company in the Netherlands. I am wearing a domestic Kevlar body armor that mimics the PASGT defense suit.

UHMWPE(Ultra High Molecular Polyethylene; 초고분자량 폴리에틸렌)인 Dyneema UD에서 UD는 한 방향(Uni-Directional)으로 섬유가 배열되었다는 말의 약어인데, 이는 미국 Honyewll사에서 생산하는 같은 초고분자량 폴리에틸렌 계열의 방탄섬유인 스펙트라(Spectra)와 거의 비슷한 성능을 갖는다.In Dyneema UD, UHMWPE (Ultra High Molecular Polyethylene), UD is an abbreviation of the arrangement of fibers in one direction (Uni-Directional), which is a bulletproof fiber of the same ultra high molecular weight polyethylene series produced by Honyewll, USA. It has almost the same performance as Spectra.

케블러의 경우 섬유로 직물을 짜서 이 직물을 필요한 만큼 여러 겹으로 합쳐 이용하는 방법을 쓰는 것과 달리 Dyneema UD의 가공 방법은 많은 수의 Dyneema UD 섬유를 한 방향으로 배열한 뒤 다시 많은 수의 Dyneema UD 섬유들을 다른 방향으로 배열하고, 그 위에 또 다른 방향으로 배열하기를 반복한 후 열을 가하여 섬유들이 서로 들러붙게 만들어서 모든 방향에서 가해지는 외력을 견딜 수 있는 부직포 형태로 만들어 이용한다.Unlike Kevlar's method of weaving fabrics with fibers and combining them as many layers as needed, Dyneema UD's processing method involves arranging a large number of Dyneema UD fibers in one direction and then again Arrange in the other direction, repeat the arrangement in another direction, and apply heat to make the fibers stick together to form a non-woven fabric that can withstand the external force applied in all directions.

즉, 가장 쉬운 예로 우리 국군의 이라크 주둔 병력이 입는 방탄복의 전면과 후면에 삽입되는 방탄판의 경우 Dyneema UD 섬유들을 한 방형으로 배열하여 층을 만든 후 다음 층은 섬유들을 다른 방향으로 배열하고, 그 다음 층은 또 다른 분야로 배열하는 식으로 계속 층을 쌓은 다음 열과 압력을 가해서 서로 들러붙도록 하여 최종적으로 만들어진 방탄판이 특정 방향에 대해서 약점을 가지지 않도록 제작한 것을 들 수 있다.In the simplest case, in the case of bulletproof plates inserted into the front and back of the body armor worn by the troops stationed in Iraq by our troops, the Dyneema UD fibers are arranged in one square to form a layer, and the next layer is arranged in the other direction. Layers can be arranged in a different way so that the layers are stacked together and then applied to each other by applying heat and pressure so that the resulting bulletproof board does not have any weakness in a particular direction.

아울러, 국군의 신형 방탄헬멧도 Dyneema UD 섬유를 이용하여 제작하며, 제작원리는 방탄판과 같고, 방탄헬멧 형상의 바깥쪽 금형에 재료를 놓고 안쪽 금형으로위에서 누르며 열을 가하는 작업이 더해졌다는 것만 다를 뿐이다.In addition, the new military bulletproof helmet is also made using Dyneema UD fiber, and the manufacturing principle is the same as the bulletproof plate, except that the material is placed on the outer mold of the bulletproof helmet shape and pressed to the inner mold to apply heat. .

한편, 각개 병사가 가장 많은 위험에 노출될 수 있는 적탄으로는 도 1에 예시된 7.62 x 39mm M-43탄과 7.62 x 54mm R(Russian)탄을 들 수 있다.On the other hand, the red coals that each soldier may be exposed to the greatest risk include the 7.62 x 39 mm M-43 and 7.62 x 54 mm R (Russian) bullets illustrated in FIG.

먼저, 7.62 x 39 mm M-43 탄의 특징을 살펴보면, 이를 생산하는 러시아 및 다른 구소련에 포함되었던 국가들의 문제점인 전략자원으로 분류되는 납과 구리의 부족으로 서방에서 생산되는 탄약들과 달리 납이 아닌 연철을 탄심(core)으로 하여 총강 내부와 강선이 상하지 않도록 황동피갑을 을 씌우는 방식으로 탄자를 만들고, 탄피의 경우도 구리 자원의 부족으로 인한 황동의 부족으로 황동대신 연철로 제작하며, 이에 따라 서방에서 생산된 황동제 탄피을 가진 탄약과 달리 압력을 가해 누르는 방법만으로는 방수가 되지 않으므로 물이나 습기에 의한 탄약의 망실을 줄이기 위해 탄자에 탄피가 씌어진 부분에 래커(Lacquer) 도료를 발라 방수 처리하고 있다.First, look at the characteristics of the 7.62 x 39 mm M-43 bomb, unlike the Western-produced ammunition due to the lack of lead and copper, which are classified as strategic resources, which is a problem for Russia and other former Soviet Union countries that produce it. Instead of soft iron, the core is made of brass shell so that the inside of the total steel and the steel wire are not damaged, and the case of the casing is made of soft iron instead of brass due to the lack of brass due to the lack of copper resources. Unlike the ammunition with brass casings produced in the West, it is not waterproof only by applying pressure, so to reduce the loss of ammunition due to water or moisture, lacquer paint is applied to the shelled part of the shell. .

따라서, 탄심이 납이 아닌 연철이라는 점 때문에 보호되지 않은 인체에 고속으로 충격할 경우 탄자가 부서지는 경우가 적으며 서방의 탄약보다 작은 정도의 부상을 입히지만, 방탄장비에 고속으로 충격할 경우에 부서지지 않고 뚫고 나갈 경우가 서방의 탄약보다 더 높다고 볼 수 있다.Therefore, if the bullet core is soft iron, not lead, the impact of the unprotected human body at high speed is less likely to cause the bullet to break and cause less injury than the Western ammunition. Breaking through without breaking is higher than Western ammunition.

그리고, 7.62 x 54mm R 탄은 19세기에 개발된 러시아의 Mossin-Nagant 소총을 위한 탄약으로 2차 세계대전까지 Mossin-Nagant 소총과 SVT-40 반자동 소총의 탄약으로 쓰였지만 구식 탄약으로 탄피 바닥에 돌출된 테(Rim)가 둘러져 있어 요즈음의 둥근 테가 없어 탄알집 장전과 총기내 송탄작용이 쉬운 Rimless 탄약들에 비하여 복잡한 급탄기구가 필요하지만 미국 30.06(7.62mm 구경 M-1903 소총과 M-1소총의 탄약)과 거의 같은 위력을 가지고 있기 때문에 M-43 탄의 부족한 위력을 만회할 수 있어 드라구노프 반자동 저격총(Dragunov SVD)과 PKM 범용기관총의 탄약으로 쓰이고 있다.The 7.62 x 54mm R ammunition for the Russian Mossin-Nagant rifle developed in the 19th century was used as ammunition for the Mossin-Nagant rifle and SVT-40 semi-automatic rifle until World War II, but it protrudes into the bottom of the casing with old ammunition. The rounded rims do not have round rims these days, requiring more complicated munitions than rim-loaded bullets and rimless munitions that are easy to fire in guns, but the US 30.06 (7.62mm caliber M-1903 rifle and M-1 rifle). Ammunition of the M-43, making it possible to make up for the lack of power of the M-43. It is used as ammunition for the Dragunov SVD and PKM general machine guns.

미군의 경우 육군의 신형 IOTV 방탄복을 입고 있으며 이 방탄복 내부에는 케블러(Kevlar KM2)로 짠 방탄 직물을 여러 겹 겹쳐 만든 소프트 방탄판(Soft Armor)과 함께 하드 방탄판(Hard Armor)으로 분류되는 ESAPI(Enhanced Small Arms Protection Insert)들이 앞판과 등판에 10" x 12" 크기로 2 장, 양 옆구리에 5" x 8" 크기로 2 장, 총 4 장이 삽입되어 있으며, 가슴 부분 위쪽 중앙에 부위에 신속해체용 케이블이 부착된 손잡이가 숨겨져 있고, 무게는 대략 6 feet의 키에 90 kg 정도 몸무게를 가진 착용자를 위한 라지 사이즈의 경우 35 lb(파운드, 35 lb는 약 16 kg)으로 무거운 편이다.The U.S. Army is wearing the Army's new IOTV body armor, which is classified as Hard Armor with Soft Armor made of multiple layers of Kevlar KM2 woven bulletproof fabric. Two Arms Protection Inserts are inserted into the front and back, 10 "x 12", 2 x 5 "x 8" on each side, and 4 in total. The attached handle is hidden and weighs as heavy as 35 lbs (35 lbs, about 16 kgs) for large-size wearers weighing approximately 90 kg in height of about 6 feet.

소프트 방탄판(Soft Armor)과 하드 방탄판(Hard Armor)이 모두 갖춰진 경우 구소련의 7.62mm 탄약의 직격으로부터 착용자를 보호할 수 있으며, 소프트 방탄판(Soft Armor) 만으로는 9mm 권총탄이나 수류탄 파편들 정도만 방어할 수 있고, 방어 수준은 한국전, 월남전에서 쓰였던 M-52, M-55, M-69 등의 나일론 방탄복이나 이를 교체한 PASGT 케블러 방탄복과 거의 같은 수준으로 알려져 있다.If equipped with both Soft Armor and Hard Armor, it will protect the wearer from direct hits of the Soviet Union's 7.62mm ammunition, and Soft Armor alone will only protect 9mm pistols or grenades. The defense level is known to be almost the same as that of the nylon body armors of M-52, M-55, and M-69 used in the Korean War and Vietnam War, or the PASGT Kevlar body armor that replaced them.

국군이 전방부대 근무자들에게 일부 보급한 방탄복은 우리나라에서 제작된 PASGT 방탄복 모방품으로 원품인 미군의 PASGT 방탄복은 NIJ Level 로 분류되기 힘들 정도로 낮은 방탄능력(신품일 경우 겨우 권총탄 방어)을 가지고 있고, 우리 해병대의 경우 10" x 12" 산화알루미늄 방탄판을 수납할 수 있는 주머니가 전면에 부착되어있는 방탄복이 일부 보급되어 있지만 PASGT 같이 방탄판이 없이 케블러(또는 투론(Twaron)) 방탄직물을 여러 겹 겹쳐서 만든 소프트 방탄판(Soft Armor)만 들어있는 방탄복에 권총탄, 수류탄 파편 등이 충격했을 경우 방탄패널 후면으로 심한 변형이 발생하고, 이 변형은 인체에 불런트 포스 트라우마(Blunt Force Trauma) 즉, 야구 방망이와 같이 무딘 물체로 가격 당했을 경우 생기는 부상이 발생하며, 이는 트라우마(Trauma)가 약할 경우 크고 심한 멍이 들게 되는 정도로 끝나지만 트라우마(Trauma)가 심하면 갈비뼈가 부러지거나, 충격에 의해 내부 장기들이 손상되거나, 심한 경우 부러진 갈비뼈 등이 심장 또는 심장으로 이어지는 큰 혈관계, 폐에 손상을 입혀 사망에 이르게 할 수 있다.The body armor that the ROK military supplied to the front soldiers in part was a replica of the PASGT body armor produced in Korea. The original US military PASGT body armor had a bulletproof capability (only a pistol defense if new) that is hard to be classified as NIJ Level. Our Marine Corps has some body armor that has a pocket on the front to hold a 10 "x 12" aluminum oxide bulletproof board, but several layers of Kevlar (or Twaron) bulletproof fabric are made without a bulletproof body like PASGT. When bullets and grenades debris are impacted on body armor containing only soft armor, severe deformations occur on the rear of the bulletproof panel, and this deformation causes the body to break into a blunt force trauma, or baseball bat. Injuries from being hit by blunt objects can cause large, severe bruises when the trauma is weak. This may end up causing severe trauma, which can lead to broken ribs, damage to internal organs due to impact, or severe broken ribs, which can damage the heart or the large blood vessels leading to the heart and lungs, leading to death. .

이를 막기 위해 고안된 것이 트라우마 패드(Trauma Pad) 로 단순히 충격을 흡수하는 물질로 된 것부터 방탄 성능을 가진 것까지 있으며, 군에서 사용되는 것은 방탄 성능을 가진 트라우마 패드(Trauma Pad)로써 하드 방탄판(Hard Armor)으로 분류된다.In order to prevent this, the trauma pad is simply made of a shock absorbing material to have a bulletproof performance, and the military is used as a trauma pad having a bulletproof performance as a hard armor plate. Are classified as).

또한, 하드 방탄판(Hard Armor)으로 분류되는 ESAPI(Enhanced Small Arms Protection Insert) 방탄판은 산화알루미늄 세라믹 등으로 제작되었으며 기존의 방탄판이었던 SAPI에 비해 AP(Armor Piercing)탄 즉, 탄자 내부의 탄심이 강철인 철갑탄에 대한 방어가 가능하다.In addition, the ESAPI (Enhanced Small Arms Protection Insert) bulletproof plate, which is classified as a hard armor plate, is made of aluminum oxide ceramic, etc., and the AP (Armor Piercing) bullet, that is, the inner core of the bullet is steel Defensive armor can be defended.

이는 세라믹 방탄판의 전면에 고속의 탄자가 충격하면 경도가 매우 높은 세라믹 방탄판이 탄자를 부수어버리지만, 이 세라믹 또한 취성 재료이기 때문에 방탄판도 같이 부서지며 충격에너지의 많은 부분을 흡수하지만 1~2 발 정도의 탄자에 의해 부서져 무능화된다.When a high speed bullet hits the front of the ceramic bulletproof plate, a very hard ceramic bulletproof plate breaks the bullet, but since the ceramic is also a brittle material, the bulletproof plate is broken together and absorbs a large part of the impact energy, but it is about 1 to 2 shots. It is broken by the bullets and is incapacitated.

방탄판의 경우 이렇게 세라믹으로 된 방탄판, 방탄섬유를 압축하여 만든 방탄판이 있는데 방탄섬유로 짠 직물 또는 부직포 여러 겹을 압축하여 만든 방탄판의 경우 여러 발의 탄자를 맞아도 방탄 능력이 유지된다.In the case of a bulletproof plate, there is a bulletproof plate made by compressing a bulletproof fiber made of ceramic and a bulletproof fiber. A bulletproof plate made by compressing a plurality of layers of woven fabrics or nonwoven fabrics of bulletproof fibers is maintained even when multiple bullets are hit.

세라믹으로 된 방탄판의 단점을 보완하기 위해 후면에 방탄섬유로 짠 직물 여러 겹을 붙여서 앞에서 설명한 것처럼 쉽게 무능화되는 단점을 보완한 것이 미군에 의해 쓰이고 있다.In order to make up for the shortcomings of ceramic bulletproof boards, it is used by the U.S. Army to supplement the shortcomings easily described above by attaching multiple layers of woven fabrics with bulletproof fibers on the back.

하지만, 이것도 여러 발의 소총탄을 방어할 수 없다는 것이 현재의 이라크 전쟁과 아프가니스탄 전쟁을 통하여 알려졌으며, AK-47, AKM 소총에서 발사되는 M-43 탄약 2~3 발 정도면 IOTV를 입은 병사도 사망하였고, IED(Improvised Explosive Device 급조폭발물)의 폭발에 휘말리면 다행히 생명을 건진다 해도 몸통만 비교적 잘 방어되었기 때문에 팔이나 다리가 떨어져 나가는 경우가 발생하였다.However, it was known in the current Iraq war and Afghanistan war that it could not defend multiple rifle bullets, and two or three M-43 ammunitions fired from AK-47 and AKM rifle also killed IOTV soldiers. However, if you were caught in an explosion of an Improvised Explosive Device (IED) explosion, your arms or legs would fall off because your body was relatively well protected, even if you were saved.

그리고, 세라믹 방탄재의 후면에 케블러 방탄 직물을 여러 겹으로 된 방탄재로 보완한다고 해도 방탄판에 충격하는 첫 번째 탄자나 두 번째 탄자에 세라믹 재료가 부서져 버리면 후면의 얇은 방탄직물이 겨우 방탄판이 떨어져 나가는 것을 잡아주는 정도라서 이 상태에서 방탄판을 교체하지 않고 계속 소총탄에 노출되게 되면 방탄직물에 탄자가 충격할 때 순간적으로 전단신장(Shear Stretching) 현상이 생기며 이 현상에서 빨리 회복되지 않으면 그 다음 충격에는 방탄 섬유가 끊어져 버려 관통하게 된다.And even if the Kevlar bulletproof fabric is supplemented with multiple layers of bulletproof material on the back of the ceramic bulletproof material, the thin bulletproof fabric on the back will barely fall off when the ceramic material breaks on the first or second bullet that impacts the bulletproof board. In this state, if you continue to be exposed to rifle bullets without replacing the bulletproof plate, bullet stretching will occur momentarily when the bullet hits the bulletproof fabric. Is broken and penetrates.

뿐만 아니라, AK-74를 대체하는 러시아의 제식소총이 될 뻔 했던 AN-94 ABAKAN 소총의 경우 1,800발/분의 속도로 2점사가 가능했고, 미국과 서독의 제식소총이 될 뻔했던 독일 H&K(헤클러운트코흐)사의 G-11 무탄피 소총의 경우도 매우 빠른 속도의 3점사가 가능했기 때문에 이러한 소총들을 통해 탄이 방탄 직물에 발사되었을 경우 전단신장(Shear Stretching) 현상에 의하여 쉽게 관통하게 된다.
In addition, the AN-94 ABAKAN rifle, which had become a Russian rifle to replace the AK-74, was capable of two-point firing at 1,800 rounds per minute. The Helllock Koch's G-11 bullet-proof rifle was also capable of very fast three-point firing, so it was easily penetrated by shear stretching when shots were fired into bulletproof fabrics. .

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점들을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 탄소나노튜브를 이용하여 특정 성질을 강화시킨 탄소나노튜브 강화 폴리우레탄 고분자중합체, 탄소나노튜브 강화 폴리카보네이트 고분자중합체와, 초고분자량 폴리에틸렌인 다이니마(Dyneema) UD 또는 스펙트라(Spectra) 섬유 방탄부직포, 케블러 방탄직물을 효용성있게 결합하여 방탄성능 향상과 기계적 성질 향상 및 충격흡수능력 향상을 통해 각개 병사의 개인 방호성을 더욱 높여 적탄으로부터 병사의 신체를 더욱 더 확실하게 방호할 수 있도록 한 개인용 하드 방탄판을 제공함에 그 주된 목적이 있다.
The present invention was created in view of the above-mentioned problems in the prior art as described above, the carbon nanotube-reinforced polyurethane polymer, carbon nanotube-reinforced polycarbonate polymer polymer reinforced with specific properties using carbon nanotubes It effectively combines Dyneema UD or Spectra fiber bulletproof nonwoven fabric and Kevlar bulletproof fabric, which is ultra high molecular weight polyethylene, to improve the anti-ballistic performance, mechanical properties, and shock absorption ability. Its main purpose is to provide a personal hard bulletproof plate that can be raised to more reliably protect the soldier's body from red coal.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, 탄소나노튜브 강화 폴리카보네이트 고분자중합체로 이루어진 카본나노튜브 강화 폴리카보네이트(Carbon Nanotubes-Reinforced-Polycarbonate-Polymer)층과; 상기 카본나노튜브 강화 폴리카보네이트층의 하면에 접합제를 통해 가열 가압되어 접합된 탄소나노튜브 강화 폴리우레탄 고분자중합체로 이루어진 카본나노튜브 강화 폴리우레탄(Carbon Nanotubes-Reinforced-Polyurethane-Polymer)층과; 상기 카본나노튜브 강화 폴리우레탄층의 하면에 접합제로 가열 가압되어 접합되고, 충격을 흡수하여 총상과 불런트 포스 트라우마(Blunt Force Trauma)를 방지하는 초고분자량 폴리에틸렌층과; 상기 초고분자량 폴리에틸렌층의 하면에 접합제로 가열 가압되어 접합되고, 후면파쇄와 딱지파쇄를 방지하는 스폴라이너층(Spall Liner Layer)과; 상기 스폴라이너층을 감싸면서 최종적으로 충격에너지를 흡수하도록 상기 층들에 도포되는 형태로 포장되는 케블러 방탄직물층과; 상기 케블러 방탄직물층을 감싸는 형태로 도포되어 포장되고, 내부로의 열전달을 차단하고, 실화 또는 적탄에 의해 불에 타는 것을 방지하도록 구비되는 노멕스 내열직물층으로 구성된 개인용 하드 방탄판을 제공한다.The present invention provides a means for achieving the above object, the carbon nanotube reinforced polycarbonate (Carbon Nanotubes-Reinforced-Polycarbonate-Polymer) layer made of a carbon nanotube-reinforced polycarbonate polymer; Carbon nanotubes-Reinforced-Polyurethane-Polymer layer made of carbon nanotube-reinforced polyurethane polymer polymer bonded to the lower surface of the carbon nanotube-reinforced polycarbonate layer by heat and bonding; An ultra-high molecular weight polyethylene layer bonded to the lower surface of the carbon nanotube-reinforced polyurethane layer by heat and pressure bonding, and absorbing shock to prevent gunshot wounds and blunt force trauma; Spline liner layer (Spall Liner Layer) is bonded to the lower surface of the ultra-high molecular weight polyethylene layer by heat and pressure bonding to prevent the back and scab fracture; A Kevlar ballistic fabric layer wrapped in a form applied to the layers to surround the spooler layer and finally absorb impact energy; The Kevlar bulletproof fabric layer is coated and wrapped in a form, and provides a personal hard bulletproof plate consisting of a nomex heat-resistant fabric layer is provided to block heat transfer to the inside, and prevent burning by misfire or red coal.

이때, 상기 초고분자량 폴리에틸렌층은 다이니마(Dyneema) UD 또는 스펙트라(Spectra) 섬유에 D3o(D3o Lab社:www.D3o.com에서 입수가능) 충격흡수재료를 압력과 온도를 가해 충전방식으로 침습시켜 형성된 것에도 그 특징이 있다.In this case, the ultra-high molecular weight polyethylene layer is invaded by charging with D3o (available from D3o Labs: www.D3o.com) shock absorbing material to Dyneema UD or Spectra fibers by applying pressure and temperature. It also has its features.

또한, 상기 스폴라이너층은 여러 겹으로 적층된 케블러 방탄직물과, 상기 케블러 방탄직물 사이사이에 침습된 충격흡수용 D3o(D3o Lab社:www.D3o.com에서 입수가능)가 개재되어 고정된 것에도 그 특징이 있다.In addition, the spooler layer is fixed to the Kevler bulletproof fabric laminated in multiple layers and the shock absorbing D3o (available from D3o Lab: www.D3o.com) between the Kevlar bulletproof fabric is fixed It also has its features.

뿐만 아니라, 상기 방탄용 층상이종장갑재(Layered Hybrid Armor Material For Personnel Armor)로 된 하드 방탄판(Hard Armor) 구성층들 중 초고분자량 폴리에틸렌층을 다시 이용하여 방탄, 방검, 방도, 및 충격흡수 성능을 가진 소프트 아머(Soft Armor)를 제작한다. 이 초고분자량 폴리에틸렌층은 열에 약하므로 이를 보호하기 위해 노멕스(Nomex) 내열직물이 다시 포장재로 이용된다.In addition, by using the ultra-high molecular weight polyethylene layer among the hard armor constituent layers of the layered hybrid armor material for personnel armor for ballistic protection, having a ballistic, sword, anti-fog, and shock absorption performance Create Soft Armor. This ultrahigh molecular weight polyethylene layer is susceptible to heat, so a Nomex heat resistant fabric is used again as a packaging material to protect it.

아울러, 상기 층상이종장갑재(Layered Hybrid Armor Material For Personnel Armor)로 된 하드 방탄판(Hard Armor)과 이 층상이종장갑재중 한 층인 초고분자량 폴리에틸렌층을 노멕스(Nomex) 내열직물로 포장한 소프트 방탄판(Soft Armor)는 상황에 따라 이 두 종류의 방탄판들이 함께 또는, 두 종류들 중 한 종류의 방탄판들이 특수 가공 및 처리된 1000 Denier Cordura 코튜라 나일론 원단으로 제작된 여러 가지 형태의 외피(Outer Vest)들 중 하나에 삽입되어 방탄복(Body Armor)를 이룬다.
In addition, a hard bulletproof board made of the layered hybrid armor material for personnel armor and an ultra high molecular weight polyethylene layer, which is one of the layered hetero armor materials, are wrapped with a Nomex heat resistant fabric. Armor is based on the type of outer vest made of 1000 Denier Cordura Kotura nylon fabric, with these two types of bulletproof plates, or one of the two. It is inserted into one to form a body armor.

본 발명에 따르면, 각개 병사가 착용하는 방탄복, 방탄헬멧 등을 층상이종장갑재로 구조적 결합성을 갖도록 조합하여 적탄의 충격에너지를 단계적으로 감소시킴과 동시에 탄자에 의한 파편이 관통되지 못하도록 함으로써 부상, 관통상 등을 억제하여 각개 병사의 신체를 최대한 안전하게 방호하는 효과를 얻을 수 있다.
According to the present invention, by combining the body armor, bulletproof helmet, etc. worn by each soldier to have a structural bond with a layered heterogeneous armor to reduce the impact energy of the red coal step by step and at the same time prevent the fragments by the bullet to penetrate the wound, By suppressing the back can be obtained the effect of protecting the body of each soldier as safely as possible.

도 1은 본 발명을 설명하기 위한 적성국가의 탄약들인 7.62 x 39mm M-43탄과 7.62 x 54mm R(Russian)탄의 예시적인 사진이다.
도 2는 본 발명에 적용된 Bulk Polymer Matrix내 탄소나노튜브들의 3-D Random Orientation의 예시적인 그림이다.
도 3은 본 발명에 적용된 카본나노튜브 강화 폴리우레탄 고분자 중합체의 예시적인 구조도이다.
도 4는 본 발명에 따른 개인용 하드 방탄판(Hard Armor)과 다음에 소개될 소프트 방탄판(Soft Armor)의 예시적인 구조도들이다.Figure 1 is an exemplary photograph of 7.62 x 39 mm M-43 and 7.62 x 54 mm R (Russian) ammunition of the appropriate country ammunition for explaining the present invention.
2 is an exemplary diagram of 3-D Random Orientation of carbon nanotubes in a bulk polymer matrix applied to the present invention.
3 is an exemplary structural diagram of a carbon nanotube-reinforced polyurethane polymer polymer applied to the present invention.
4 are exemplary structural diagrams of a personal hard armor plate according to the present invention and a soft armor plate to be introduced next.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment according to the present invention.

본 발명은 나노테크놀러지를 이용한 복합소재, 즉 나노 복합소재를 그 대상으로 한다.The present invention targets a composite material using nanotechnology, that is, a nanocomposite material.

여기에서, 나노 복합소재란 단위 길이가 1 Nano-meter=10-9 인 분야의 소재로서 일반적인 물리법칙이 잘 적용되지 않는 영역이기도 하다.Here, the nanocomposite material is a material in the field where the unit length is 1 Nano-meter = 10 -9 , which is also an area where general physics does not apply well.

그래서, 이분야의 복합소재, 즉,나노복합소재는 일반적인 복합소재, 즉, 마이크로 복합소재를 나타내는 영어약어인 FRP(Fibers-Reinforced-Polymer)를 변형한 신조어인 NRP(Nanoparticles or Nanofibers-Reinforced-Polymer)로 불린다.Therefore, composite materials in this field, that is, nanocomposites, are a new word that is modified from FRP (Fibers-Reinforced-Polymer), an English abbreviation for general composite materials, that is, micro composite materials (NRP, Nanoparticles or Nanofibers-Reinforced-Polymer). It is called).

나노 복합소재도 마이크로 복합소재와 마찬가지로 강화소재인 Nanofiber와 이를 둘러싸며 NRP의 상당부분을 차지하는 벌크폴리머 매트릭스(Bulk Polymer Matrix)라고 불리는 중합체, 즉 열가소성 플라스틱이 있다.Nanocomposites, like microcomposites, also include a reinforcement material called Nanofiber and a polymer called the bulk polymer matrix (Bulk Polymer Matrix) that surrounds a significant portion of the NRP.

나노 복합소재에 강화재로 첨가하는 나노입자는 나노튜브, 나노클래이 등이 있으며, 나노튜브에는 탄소나노튜브, 보론나노튜브 등이 있다.Nanoparticles added to the nanocomposites as reinforcing materials include nanotubes and nanoclays, and nanotubes include carbon nanotubes and boron nanotubes.

본 발명에서는 탄소나노튜브를 이용하는데, 탄소나노튜브는 소재화학 분야에서 Bucky Ball이라고 부르는 흡사 축구공의 형상과도 비슷한 C60 입자에서 파생된 것으로 한쪽에 반구 모양의 C60 입자를 합성하고 그 위로 쭉 길어나게 한 후 다른 한 쪽을 반구형 C60 입자와 같은 형상으로 막은 것이다.In the present invention, carbon nanotubes are used. The carbon nanotubes are derived from C 60 particles similar to the shape of a soccer ball, which is called Bucky Ball in the field of material chemistry, and synthesizes hemispherical C 60 particles on one side. After long stretch, the other end is closed like a hemispherical C 60 particle.

이러한 탄소나노튜브는 겉모양으로만 분류하면 표면을 이루는 벽이 한 겹, 즉 낱개로 하나씩 떨어져 있는 탄소나노튜브(SWNT:Single-Walled Nanotubes), 양파처럼 탄소나노튜브 안에 탄소나노튜브가 계속 들어있는 모양으로 벽이 여러 겹인 탄소나노튜브로서 각각의 벽 사이에 마찰이 거의 존재하지 않으므로 바깥쪽 탄소나노튜브에서 안쪽 탄소나노튜브를 쉽게 빼낼 수 있는 벽이 여러 겹인 탄소나노튜브(Multi-Walled Carbon-Nanotubes), 벽이 한 겹인 탄소나노튜브 여러 개가 붙어서 된 탄소나노튜브 다발(Single-Walled Nanotubes Bundle) 등이 그것이며, 이들 중에서 탄소나노튜브의 우수한 기계적 성질을 이용할 수 있는 것은 낱개로 하나씩 떨어져 있는 탄소나노튜브(Single-Walled Carbon Nanotubes)이다.These carbon nanotubes are classified by their appearance only, so that the surface walls are separated by one layer, that is, single-walled nanotubes (SWNT), and carbon nanotubes are continuously contained in the carbon nanotubes like onions. Multi-Walled Carbon-Nanotubes With multi-walled carbon nanotubes, which have almost no friction between each wall, the inner carbon nanotubes can be easily removed from the outer carbon nanotubes. Single-Walled Nanotubes Bundle, which consists of several layers of carbon nanotubes with a single layer attached to the wall, among which one can take advantage of the excellent mechanical properties of carbon nanotubes. Tubes (Single-Walled Carbon Nanotubes).

이 탄소나노튜브를 벌크폴리머 매트릭스인 폴리우레탄에 첨가하여 가볍고 기계적 성질이 우수한 소재를 만들 수 있는데, 폴리우레탄은 이미 오래 전부터 폴리카보네이트, 아크릴 등과 함께 투명방탄장비를 만드는 소재로 쓰여 왔다.The carbon nanotubes can be added to polyurethane, which is a bulk polymer matrix, to make light and excellent mechanical properties. Polyurethane has been used as a material for making transparent bulletproof equipment together with polycarbonate and acrylic for a long time.

폴리카보네이트는 경도가 높은 대신, 즉 굳기가 센 대신에 무겁고 흠집이 나기 쉬우며(특수코팅을 해서 보호한다.) 유리보다는 덜하지만 쉽게 깨지는 성질, 취성을 가진 소재이기도 하며, 세라믹 같은 소재가 정말 경도가 높기 때문에 탱크의 장갑소재, 병사들이 입는 방탄복의 방탄판 등으로 쓰이고 있지만 높은 속도의 포탄이나 총탄이 충격하면 높은 경도로 이들을 부수어버리는 대신에 세라믹 판 자체도 취성소재라 같이 깨지며 충격에너지를 흡수한다.Polycarbonate is a material that is hard, hard to scratch (protected by special coating) instead of high hardness, and is less brittle than glass but easily brittle and brittle. Because it is high, it is used as armor material of tank and bulletproof plate of body armor worn by soldiers, but when high speed shells or bullets are impacted, the ceramic plate itself is broken as a brittle material and absorbs impact energy instead of breaking them with high hardness. .

결국, 가까운 미래에는 폴리우레탄이 지금의 대표적 투명방탄소재이기도 한 폴리카보네이트를 대체할 예정이며, 폴리우레탄의 우수한 방탄성능을 앞서 설명한 탄소나노튜브의 우수한 기계적 성질과 함께 이용하기 위해서는 폴리우레탄에 탄소나노튜브 일정량을 첨가하여 충분히 섞어서 탄소나노튜브 입자들이 폴리우레탄 전체에 걸쳐 잘 흩어지도록 하면 되고 이렇게 하면 기계적 성질이 놀랍도록 우수해지게 되는데 한 가지 단점이 있다면 투명방탄소재의 성질이 없어진다는 점이다.After all, in the near future, polyurethane will replace polycarbonate, which is now the representative transparent BTS material, and in order to use the excellent ballistic performance of polyurethane together with the excellent mechanical properties of carbon nanotubes described above, Add a certain amount of tube and mix it well so that the carbon nanotube particles are well dispersed throughout the polyurethane. This makes the mechanical properties surprisingly excellent. One disadvantage is that the transparent carbonaceous material is lost.

본 발명에서는 투명성은 논외로 하고, 이와 같은 조합을 통해 얻어지는 놀랍도록 우수한 기계적 성질을 획득하는 것에 있다.In the present invention, transparency is beyond the scope of the present invention, and it is to obtain surprisingly excellent mechanical properties obtained through such a combination.

일반적으로, 섬유강화복합소재(Fibre-Reinforced-Plastic)는 섬유소재로 그 기계적 성질을 강화한 합성수지들로서 가벼운 무게를 가지면서 강한, 즉 우수한 기계적 성질을 가지는 소재들을 말한다.In general, fiber-reinforced composite materials (Fibre-Reinforced-Plastic) is a synthetic material that is reinforced with mechanical properties of the fiber material is a material having a strong weight, that is, excellent mechanical properties, light weight.

이때, 강화소재로 쓰이는 대표적인 섬유들은 유리섬유, 탄소섬유, 아라미드섬유 등이며, 이 섬유들을 용기에 감거나 천으로 짜거나 잘게 자르는 방법 등을 이용하여 매트릭스라고 불리는 플라스틱들, 즉 에폭시(Epoxy), 비닐에스터(Vinylester), 열경화성(Thermosetting) 폴리에스터 수지과 합쳐서 FRP를 만들며, 매트릭스로 쓰이는 플라스틱으로는 이러한 FRP의 제작 공정에 더 적합한 열경화성을 가진 플라스틱들이 주로 쓰인다.In this case, the representative fibers used as reinforcing materials are glass fibers, carbon fibers, aramid fibers, and the like, and plastics called matrix, such as epoxy, FRP is combined with vinylester and thermosetting polyester resins. Thermoplastic plastics, which are more suitable for the manufacturing process of FRP, are mainly used as plastics used as a matrix.

근래에는 섬유를 배열하고 열과 압력을 가하여 용융된 플라스틱을 침습시키는 과정을 단순화하기 위해 프리프렉(Prepreg)이라는 미리 배열된 섬유와 완전히 굳지 않는 플라스틱을 넓은 테이프처럼 만들어 비닐종이에 붙인 중간제품을 만들어 FRP 제작시 필요한 모양과 섬유배열 방향에 맞춰서 가위나 칼로 잘라 비닐종이만 떼어내고 붙이는 방법을 많이 쓴다.Recently, to simplify the process of arranging fibers and applying heat and pressure to invade molten plastic, pre-arranged fibers called Prepreg and plastics that are not completely hardened are made of wide tapes to make intermediate products on vinyl paper. According to the shape and the direction of the fiber arrangement required for the production, cut a lot of scissors or a knife and use only a lot of methods to remove and paste.

이러한 소재들은 앞서 언급한 것처럼 무게가 가벼우면서 우수한 기계적 성질의 소재가 필요한 최신항공기, 우주선, 최신형군함, Formular-1경주용 자동차 등의 제작에 많이 쓰이고 있다.As mentioned earlier, these materials are used in the manufacture of modern aircraft, spacecraft, modern warships, and Formula-1 racing cars, which are light in weight and require excellent mechanical properties.

그래서, FRP에서는 전체 부피에서 섬유가 차지하는 비율(Volume fraction of Fiber)이 크다. 하지만, 마이크로 사이즈가 아닌 나노 사이즈의 강화소재들이 첨가되는 NRP(Nanoparticles or Nanofibres-Reinforced-Polymer) 나노입자들 또는 나노섬유들, 특히 본 발명에 따른 탄소나노튜브들로 강화된 고분자중합체에서는 도 2와 같이 삽입된 섬유 강화소재 사이의 크기 차이 때문에 탄소나노튜브들의 비표면(Specific Surfaces)들이 마이크로 섬유들 보다 훨씬 큰 비표면(Specific Surfaces)들을 가지게 된다.Thus, in FRP, the volume fraction of fiber in the total volume is large. However, in the polymer polymer reinforced with nanoparticles or nanofibres-reinforced-polymer (NRP) nanoparticles or nanofibers, in particular carbon nanotubes according to the present invention, to which nano-size reinforcement materials are added, not micro-size, Due to the size difference between the fiber reinforced materials inserted together, the specific surfaces of the carbon nanotubes have much larger specific surfaces than the micro fibers.

이 때문에 벌크폴리머(Bulk Polymer) 중합체에 삽입된 나노 섬유들 주위에 무시할 수 없는 부피를 가진 새로운 층, 즉 물질 자체는 벌크폴리머 중합체와 같으나 그것의 기계적 성질은 나노 섬유의 우수한 기계적 성질에 의해 개선된 층인 난벌크 인터페이스(Non-bulk Interphase) 중간층이 생겨난다.Because of this, a new layer with a negligible volume around the nanofibers embedded in the bulk polymer, i.e., the material itself is the same as the bulk polymer polymer, but its mechanical properties are improved by the excellent mechanical properties of the nanofibers. A non-bulk interphase intermediate layer is created.

이와 같이, 탄소나노튜브 강화 중합체(CNTRP:Carbon Nanotubes-Reinforced-Polymer)의 경우 Non-bulk Interphase는 CNTRP 전체의 기계적 성질에 좋은 쪽으로 큰 영향을 끼치게 되는데, 본 발명에서는 1 개의 CNTRP Layer 층 또는 2 개의 CNTRP Layers 층들 또는 다른 탄소나노튜브 강화 재료층(Carbon Nanotubes-Reinforced-Material Layer)을 포함하는데, 이와 같은 구조로 삽입된 탄소나노튜브들을 둘러싸고 있는 무시할 수 없을 정도로 큰 부피비의 Non-bulk Interphase 들을 가진다.As such, in the case of carbon nanotube-reinforced polymers (CNTRP: Carbon Nanotubes-Reinforced-Polymer), non-bulk interphase has a great effect on the mechanical properties of the entire CNTRP. In the present invention, one CNTRP layer layer or two It includes CNTRP Layers layers or other Carbon Nanotubes-Reinforced-Material Layers, which have a non-negligible volumetric ratio of non-bulk interphases surrounding the inserted carbon nanotubes.

특히, 본 발명은 탄소나노튜브 강화 폴리우레탄 고분자중합체(CNTRPUP:Carbon Nanotubes-Reinforced-Polyurethane-Polymer)를 주된 구성으로 이용하고 있는데, 이때 벌크폴리머로 폴리우레탄을 선택한 이유는 현재 투명장갑재료로 많이 쓰이고 있는 폴리카보네이트보다 더 방탄성능이 우수하기 때문으로 앞서 설명된 한 겹의 벽으로 이루어져 있으며 낱개로 떨어져 있는 탄소나노튜브의 놀라운 기계적 성질을 고려하면 특정한 한 겹의 벽으로 이루어져 있으며 낱개로 떨어져 있는 탄소나노튜브가 벌크폴리머인 폴리우레탄 안에서 골고루 여러 방향을 가리키며 흩어져 있을 경우 도 2와 같이 이론상의 3-Dimensional Random Orientation Process 와 비슷한 공정을 거친 것과 같은 효과로 인하여 도 3과 같이 모든 방향에 대하여 균질한 방탄성능 및 기계적 성질을 가진 우수한 방탄재료를 만들 수 있음에 착안된 것이다.In particular, the present invention uses a carbon nanotube-reinforced polyurethane polymer (CNTRPUP: Carbon Nanotubes-Reinforced-Polyurethane-Polymer) as the main configuration, and the reason why the polyurethane is selected as the bulk polymer is widely used as a transparent glove material. Because it has better ballistic performance than polycarbonate, it is composed of one layer of wall described above, and considering the amazing mechanical properties of carbon nanotubes separated from each other, it is composed of one layer of wall and separated carbon nano. When the tubes are scattered evenly pointing in various directions in the polyurethane, which is a bulk polymer, homogeneous antiballistic performance in all directions as shown in FIG. 3 due to the same effect as a process similar to the theoretical 3-Dimensional Random Orientation Process as shown in FIG. Ballistic material with high mechanical properties It will be made available on the target.

무엇보다도, 본 발명은 각개 병사의 개인 방호성을 높일 수 있는 방호장비의 구조적 결합에 있다.Above all, the present invention resides in the structural combination of protective equipment that can enhance the personal protection of each soldier.

이를 위해, 본 발명은 탄소나노튜브 강화 폴리우레탄 고분자중합체(CNTRPUP:Carbon Nanotubes-Reinforced-Polyurethane-Polymer), 탄소나노튜브 강화 폴리카보네이트 고분자중합체(CNTRPCP: Carbon Nanotubes - Reinforced - Polycarbonate-Polymer), 초고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE:Ultra High Molecular Weight Polyethylene) 즉, 앞에서 언급한 다이니마(Dyneema) UD 또는 스펙트라(Spectra) 섬유와 최신의 케블러 방탄직물(Kevlar XP)로 짜진 방탄직물의 우수한 방탄성능과 기계적 성질들 및 D3o 충격흡수재료를 이용하여 방탄복의 전면-후면 방탄판, 어깨 및 상박 보호패드, 팔꿈치 보호패드, 허벅지 보호패드(허벅지의 Main Artery 대동맥 보호를 위한), 무릎 보호패드, 방탄헬멧, 전투화의 방탄밑창 등을 제조하도록 한 것이다.To this end, the present invention is carbon nanotube-reinforced polyurethane polymer (CNTRPUP: Carbon Nanotubes-Reinforced-Polyurethane-Polymer), carbon nanotube-reinforced polycarbonate polymer (CNTRPCP: Carbon Nanotubes-Reinforced-Polycarbonate-Polymer), ultra high molecular weight Excellent anti-ballistic performance and mechanical properties of ultra high molecular weight polyethylene (UHMWPE), the bulletproof fabric woven from the aforementioned Dyneema UD or Spectra fibers and the latest Kevlar XP. Body armor with D3o shock-absorbing material, front and rear bulletproof pads, shoulder and upper arm protection pads, elbow protection pads, thigh protection pads (for protecting the thigh's Main Artery aorta), knee protection pads, bulletproof helmets, bulletproof soles of combat boots, etc. It is to be prepared.

여기에서, D3o는 영국의 D3o Lab사의 재료연구소에서 개발한 판매하는 물질(Non-Newtonian Fluid)로 매우 뛰어난 충격흡수능력을 가지고 있는데, 이 D3o를 용융시킨 후 여러 겹의 케블러 방탄직물을 충분히 적셔서 적층된 케블러 방탄직물들에서의 층과 층 사이, 섬유와 섬유 사이에 생기는 공간들을 용융된 D3o가 충분히 매울 수 있도록 높은 압력을 가하여 침습시킨 후 건조시키면 스폴라이너(Spall Liner)로서의 방탄 성능에 더하여 뛰어난 충격흡수능력을 갖게 할 수 있다.
참고로, D3o는 www.D3o.com을 통해 확인할 수 있고, 입수를 위한 경로로서 D3o Lab사(영국)의 주소는 69 North Street Portslade East Sussex BN41 1DH이며, 전화번호는 +44 (0)1273 418 600이다.Here, D3o is a material (Non-Newtonian Fluid) sold by D3o Lab's Materials Research Institute in the UK, which has a very good shock absorption ability. After melting, D3o is sufficiently wetted with multiple layers of Kevlar ballistic fabric. Excellent impact in addition to ballistic performance as a spall liner by invading and drying the spaces between layers and between fibers and fibers between the Kevlar ballistic fabrics at high pressure to ensure that molten D3o is sufficiently filled. It can be absorbed.
For reference, D3o can be found at www.D3o.com. As a source for access, D3o Labs (UK) is 69 North Street Portslade East Sussex BN41 1DH, and the phone number is +44 (0) 1273 418. 600.

특히, 본 발명에서 제일 먼저 고려되어야 할 점은 착안된 방탄판이 적의 탄약 1~2 발에 의해서도 쉽게 무력화되지 않도록 한 것인데, 다시 말해 고속의 탄자가 방탄판에 충격할 경우 방탄판의 경한 부분(Hard Part)이 쉽게 뚫리지 않으면서도(탄자가 방탄판에 박히는 것도 고려) 그 충격에너지를 효과적으로 흡수하고, 다시 남은 에너지는 방탄판 뒤의 Dyneema UD, Spectra와 같은 초고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE)층에서 다시 흡수되며, 여기서 남은 소량의 충격에너지는 최종적으로 케블러(Kevlar XP) 방탄직물로 된 스폴라이너(Spall Liner)층에 의해 흡수되고, 그리고도 남은 충격에너지는 초고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE)층(Dyneema UD 또는 Spectra 스펙트라)로 된 연한 부분에서 최종 흡수되어, 결국에는 비록 착용한 병사의 신체에 발생하는 불런트 포스 트라우마(Blunt Force Trauma)를 완전히 막을 수는 없겠지만 최소화시킬 수 있게 된다.In particular, the first point to be considered in the present invention is to prevent the bulletproof targets from being easily incapacitated by the enemy's ammunition 1 or 2 shots. It absorbs the impact energy effectively without considering this easily penetrating (think bullets are stuck in the bulletproof plate), and the remaining energy is absorbed again by ultra high molecular weight polyethylene (UHMWPE) layers such as Dyneema UD and Spectra behind the bulletproof plate. The impact energy of is finally absorbed by the Spall Liner layer made of Kevlar XP ballistic fabrics, and the remaining impact energy is lighter to the ultra high molecular weight polyethylene (UHMWPE) layer (Dyneema UD or Spectra Spectra). The final force is absorbed in the part, eventually causing the Brunt Force Trauma to occur in the body of the soldier wearing it. While we may not be completely prevented thereby minimized.

즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 층상이종장갑재는 적탄이 직접 피격되는 각개 병사의 방호장비의 표면을 이루는 CNTRPCP층(100)을 포함한다.That is, as shown in Figure 4, the layered heterogeneous armor according to the present invention includes a CNTRPCP layer 100 forming the surface of the protective equipment of each soldier directly hit by red coal.

상기 CNTRPCP층(100)은 앞서 설명한 바와 같이, 탄소나노튜브 강화 폴리카보네이트 고분자중합체로 이루어진다.The CNTRPCP layer 100 is made of carbon nanotube-reinforced polycarbonate polymer as described above.

그리고, 상기 CNTRPCP층(100)의 하면, 즉 착용시 더 안쪽에는 CNTRPUP층(200)이 접합된다.The CNTRPUP layer 200 is bonded to the lower surface of the CNTRPCP layer 100, that is, the inner side thereof when worn.

이때, 상기 CNTRPUP층(200)은 앞서 설명한 바와 같이, 탄소나노튜브 강화 폴리우레탄 고분자중합체로 이루어진다.In this case, the CNTRPUP layer 200 is made of a carbon nanotube-reinforced polyurethane polymer as described above.

아울러, 이들 CNTRPCP층(100) 및 CNTRPUP층(200)은 접합제(접착제)를 도포한 후 가열 가압되는 형태로 견고히 접합됨이 바람직하다.In addition, the CNTRPCP layer 100 and the CNTRPUP layer 200 is preferably firmly bonded in a form that is heated and pressurized after applying the adhesive (adhesive).

또한, 상기 CNTRPUP층(200)의 하면에는 초고분자량 폴리에틸렌층(300)이 접합된다.In addition, an ultrahigh molecular weight polyethylene layer 300 is bonded to the bottom surface of the CNTRPUP layer 200.

상기 초고분자량 폴리에틸렌층(300)은 D3o가 다이니마(Dyneema) UD 혹은 스펙트라(Spectra)에 침습된 형태로 형성되며, 단순 침습이 아니라 빈틈이 생기지 않도록 높은 압력을 가하면서 침습시키는 형태로 형성된다.The ultra-high molecular weight polyethylene layer 300 is formed in a form in which D3o is invaded in Dyneema UD or Spectra, and is invasive while applying a high pressure so as not to form a gap.

나아가, 상기 초고분자량 폴리에틸렌층(300)의 하면에는 스폴라이너(Spall Liner)층(400)이 접합된다.Further, a spliner layer 400 is bonded to the lower surface of the ultra high molecular weight polyethylene layer 300.

상기 스폴라이너층(400)은 충격흡수를 위한 것으로, 케블러 방탄직물(Kevla XP)에 D3o를 침습시킨 형태이다.The spooler layer 400 is for shock absorption, in which D3o is invaded in a Kevlar bulletproof fabric (Kevla XP).

이렇게 4개의 층으로 이루어진 본 발명 구조물에 케블러 방탄직물이 발라져 구조물 전체를 일종의 포장하는 형태로 케블러 방탄직물층(500)을 구성하고, 최종적으로 내열성을 갖도록 내열직물(Nomex)로 포장하여 내열직물층(600)을 구성함으로써 본 발명중 하드 방탄판(Hard Armor)이 완성된다. Kevlar bulletproof fabric is applied to the structure of the present invention consisting of four layers in this manner to form the entire structure of the Kevlar bulletproof fabric layer 500, and finally wrapped with a heat-resistant fabric (Nomex) to have a heat resistance heat-resistant fabric layer By constructing 600, the hard armor plate of the present invention is completed.

그 다음, 초고분자량 폴리에틸렌층(700)은 기본적으로 상기 발명된 층상이종장갑재로 된 하드 방탄판(Hard Armor) 중의 초고분자량 폴리에틸렌층(300)을 다시 소프트 방탄판(Soft Armor)로 이용한 것으로 초고분자량 폴리에틸렌(UHWPE) 섬유인 다이니마(Dyneema) UD 혹은 스펙트라(Spectra)를 적층한 후 높은 온도를 가해 만든 특정 두께의 방탄부직포 4 장에 충격흡수물질 D3o를 침습시킨 형태로 형성되며, 단순 침습이 아니라 빈틈이 생기지 않도록 높은 압력을 가하면서 침습시키는 형태로 특정한 두께를 가지도록 형성된다.Subsequently, the ultra high molecular weight polyethylene layer 700 basically uses the ultra high molecular weight polyethylene layer 300 in the hard armor plate made of the layered heterogeneous armor described above as a soft armor. UHWPE) Dyneema UD or Spectra (UHWPE) fiber is laminated in four layers of bulletproof nonwoven fabric of specific thickness made by applying high temperature and then absorbed by D3o. It is formed to have a specific thickness in the form of invading while applying a high pressure so as not to occur.

상기 초고분자량 폴리에틸렌층(700)을 일종의 포장하는 형태로 내열성을 갖도록 앞에서 층상이종장갑재 하드 방탄판(Hard Armor)의 내열성능을 위한 포장재로 이용했던(600) 노멕스(Nomex) 내열직물로 포장하여 내열직물층(800)을 구성함으로 소프트 방탄 패널(Soft Armor Panel)이 만들어진다.The ultra-high molecular weight polyethylene layer 700 is heat-packed with a Nomex heat-resistant fabric (600) used as a packaging material for the heat resistance performance of the layered armored armor hard bulletproof board (Hard Armor) in order to have heat resistance in a form of packaging. By constructing the fabric layer 800, a soft armor panel is made.

상기 내열직물층(800)으로 포장된 소프트 방탄패널(Soft Armor Panel)을 4~5 매 겹쳐서 소프트 방탄판(Soft Armor)가 형성된다, Soft bulletproof panels (Soft Armor) is formed by overlapping 4 to 5 sheets of soft bulletproof panels (Packed by the heat-resistant fabric layer 800),

하드 방탄판(Hard Armor)와 소프트 방탄판(Soft Armor)를 수납하여 보호할 수 있도록 바깥쪽은 방염(防炎)처리가 되어 있고, 안쪽은 고어텍스(Gore-Tex)나 딘텍스(DINTEX)로 방수(防水), 발한(發汗) 처리가 되어있는 1000 Denier Cordura 코듀라 나일론 원단을 이용한 다양한 형태의 외피(Outer Vest)(900)에 하드 방탄판(Hard Armor), 소프트 방탄판(Soft Armor) 두 종류를 모두 수납하여 착용하거나, 상황에 따라 두 종류 중 한 종류의 방탄판을 수납하여 착용한다. The outer side is flameproofed to protect and protect the hard armor and soft armor, and the inside is waterproof with Gore-Tex or DINTEX. Both Hard Armor and Soft Armor are available in various outer vests 900 made of 1000 Denier Cordura cordura nylon fabric with water and perspiration. It is stored and worn, or one of two types of bulletproof plates is stored and worn according to circumstances.

이와 같은 구조물의 각 층에 대한 구체적인 후술하기로 한다.Details of each layer of such a structure will be described later.

보다 구체적으로, 본 발명에서 하드 방탄판(Hard Armor), 즉 방탄판의 단단한 부분을 경도가 높긴 하지만 쉽게 파손되는 세라믹 재료를 사용하지 않고, CNTRPUP보다 방탄능력은 부족하나 경도가 더 높고 역시 기계적 강도가 높은 방탄재료인 CNTRPCP(Carbon Nanotubes-Reinforced-Polycarbonate-Polymer)에 적탄이 먼저 충격하게 하여 탄자가 파손됨과 동시에 어느 정도의 충격 에너지를 잃게 한다.More specifically, in the present invention, hard armor, that is, the hard portion of the bulletproof plate does not use a ceramic material that is hard but easily broken, and has a low ballistic capacity but a higher hardness and higher mechanical strength than CNTRPUP. Carbon nanotubes-Reinforced-Polycarbonate-Polymer (CNTRPCP), a bulletproof material, causes red coal to impact first, causing the bullet to be damaged and at the same time losing some impact energy.

그런 다음, 낮춰진 충격 에너지를 가진 망가진 탄자나 탄자의 파편들이 경도는 더 낮지만 즉, 재질은 더 무르지만(Softer) 방탄능력이 높은 CNTRPUP에 충격하게 하여 다시 탄자 또는 탄자가 부서진 파편들의 속도와 충격에너지를 감소시키며, 다시 Dyneema UD 또는 Spectra 스펙트라 부직포에 D3o 충격흡수재료를 침습시킨 층에서 파손된 탄자 또는 탄자 파편을 속도와 충격에너지를 줄이고, 마지막으로 Kevlar XP 방탄직물 여러 겹에 D3o 충격흡수재료를 침습시킨 층에서 최소화되게 만드는 것이다.Then, broken bullets or fragments of bullets with lowered impact energy will impact the CNTRPUP with lower hardness, ie softer material, but with higher ballistic resistance, which in turn regains the speed and speed of the fragments. Reduces the impact energy and reduces the speed and impact energy of the damaged bullet or bullet fragments in the layer in which the D3o shock absorbing material is again infiltrated with Dyneema UD or Spectra spectra nonwoven fabric, and finally the D3o shock absorbing material in multiple layers of Kevlar XP ballistic fabric. To minimize the invasive layer.

만약, 철갑탄과 같은 높은 충격 에너지를 가진 탄자가 방탄판에 충격하더라도 앞서 설명한 충격 에너지의 단계적인 감소 및 감속 과정을 거쳐 탄자가 Dyneema UD 또는 Spectra 스펙트라와 같은 UHMWPE층, 즉 초고분자량 폴리에틸렌층에 D3o 충격흡수재료를 침습시킨 방탄 및 충격흡수층과 이 층의 후면에 접합된 케블러 방탄직물층에 충분한 양의 D3o 충격흡수재료를 침습시킨 방탄 및 충격흡수층을 뚫지 못하고 정지하게 하여 방탄판 뒤에 삽입되어 있는 소프트 방탄판(Soft Armor)에 가해지는 충격에너지를 최소화시킬 수 있게 된다.If a bullet with a high impact energy such as an armored shell impacts the bulletproof plate, the bombardment absorbs D3o in a UHMWPE layer such as Dyneema UD or Spectra Spectra, that is, an ultra high molecular weight polyethylene layer, through the stepwise reduction and deceleration of the impact energy described above. Soft bulletproof board inserted behind the bulletproof board by stopping the bulletproof and shock absorbing layer invading the sufficient amount of D3o shock absorbing material in the bulletproof and shock absorbing layer invading the material and the Kevlar bulletproof fabric layer bonded to the back of the layer. The impact energy applied to the armor can be minimized.

특히, 여러 겹의 UHMWPE층, 즉 초고분자량 폴리에틸렌층(300)(Dyneema UD 또는 Spectra와 같은) 방탄부직포층이나 여러 겹의 케블러 방탄직물층에 충분한 양이 침습(미리 용융된 D3o 충격흡수재료에 이러한 방탄직물층들을 단순히 담그는 것이 아니라 높은 압력을 가하여 방탄직물층과 D3o 충격흡수재료사이의 빈틈을 거의 없애도록 하고 이 충격흡수성능을 발휘하기에 충분한 두께를 가진 새로운 복합재료)시켜 방탄성능과 우수한 충격흡수성능으로 불런트 포스 트라우마(Blunt Force Trauma)를 막을 수 있는, 즉 총상과 불런트 포스 트라우마(Blunt Force Trauma)라는 두 가지를 함께 방호할 수 있는 방탄 겸 충격흡수재료층을 갖는 것이 본 발명의 주요한 특징중 하나이다.In particular, a sufficient amount of multiple layers of UHMWPE layer, ie ultra high molecular weight polyethylene layer 300 (such as Dyneema UD or Spectra), or multiple layers of Kevlar bulletproof fabric layers, are invasive (pre-melted D3o shock absorbing material Not just immersing the ballistic fabric layers, but applying high pressure to almost eliminate the gap between the ballistic fabric layer and the D3o shock-absorbing material, and a new composite material with a thickness sufficient to exhibit this shock-absorbing performance). It is desirable to have a bulletproof and shock absorbing material layer capable of preventing both the brute force trauma and the bullet wound and the blunt force trauma by absorbing performance. It is one of the main features.

그리하여, 필요한 크기로 제작된 각 방탄판들은 다시 일상적인 착용중 파손되는 것을 막기 위해 접합제(접착제)가 도포된 케블러 방탄직물로 전체를 포장한 다음 마지막으로 내부로의 열전달을 차단(Heat Proof)하고 실화 또는 적의 무기에 의해 불에 타는 것을 방지(Flame Proof)하기 위해 내열직물(Nomex)로 포장됨이 바람직하다. 마침내 본 발명의 목적인 적의 탄약 및 수류탄, 박격포탄 폭발시 비산되는 파편들로부터 방탄장구를 착용한 병사들을 보호할 수 있는 층상이종장갑재 하드 방탄판(Hard Armor)이 만들어진다.Thus, each bulletproof fabric made to the required size is again packed with Kevlar bulletproof fabric coated with a binder (glue) to prevent breakage during normal wear, and finally heat-proof inside. It is desirable to be wrapped in a heat resistant fabric (Nomex) to prevent flaming due to misfire or enemy weapons (Flame Proof). Finally, a Hard Armor is made that can protect soldiers wearing bulletproof gear from fragments scattered during enemy ammunition, grenades and mortar explosions, which is the object of the present invention.

한편, 실제 상황에서는 본 발명의 목적인 층상이종장갑재 하드 방탄판(Hard Armor)외에도 하드 방탄판(Hard Armor)이 커버하지 못하는 부분을 방어하거나, 앞에서 발명된 층상이종장갑재 하드 방탄판(Hard Armor)을 보조하여 방탄 성능을 보강할 수 있으며, 만약 층상이종장갑재 하드방탄판(Hard Armor)이 적탄이나 파편에 의해 무력화되었을 경우나, 층상이종장갑재 하드 방탄판(Hard Armor)이 무력화되지는 않았지만 적탄 및 파편에 의해 안쪽 부분에 일부가 크게 튀어나오는 Buldging 같은 큰 변형이 발생하거나, 적탄 및 파편의 충격에 의해 충상이종방탄재 하드 방탄판(Hard Armor)에 큰 충격에너지가 가해질 경우, 하드 방탄판(Hard Armor)과 착용자의 몸 사이에서 하드 방탄판을 통과한 탄환 또는 하드 방탄판(Hard Armor)의 부서진 파편 등이 착용자의 몸까지 진행하는 것을 방해하며, 하드 방탄판(Hard Armor) 안쪽 면의 부분적인 변형에 의한 착용자의 부상을 줄여주며, 하드 방탄판(Hard Armor)에 가해진 큰 충격에너지가 그대로 착용자의 몸으로 전파되는 것을 막아 부상을 줄이기 위해 충격에너지의 일부를 흡수할 수 있는 소프트 방탄판(Soft Armor)에 대한 고려가 필요하다. 앞에서 발명된 층상이종장갑재로 된 하드방탄판(Hard Armor)의 한 층인 초고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE)층(300), 즉, 초고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE) 섬유인 Dyneema 다이니마 UD 또는 Spectra 스펙트라 섬유로 만들어진 특정한 두께의 부직포와 충분한 양의 D3o 충격흡수물질이 마치 철근콘크리트처럼 혼합된 층을 소프트 방탄판으로 다시 이용하는 것으로 이 초고분자량 폴리에틸렌층은 설명한 대로 하드 방탄판(Hard Armor)의 한 층이긴 하나 소프트 방탄판(Soft Armor)으로 쓰이기에 충분한 유연성(Flexibility) 및 가벼운 무게(Light Weight)를 가지고 있다. 초고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE) 섬유는 케블러 섬유보다 인장강도가 약 40% 정도 더 우수하며 흡습성이 매우 낮고 닳아짐에 대한 저항도 상당히 높으면서도 무게가 더 가볍다.On the other hand, in the actual situation, in addition to the layered armor armor hard bulletproof board (Hard Armor) that is the purpose of the present invention to protect the hard armor (Hard Armor) cover, or to support the bulletproof armor bulletproof (Hard Armor) invented above The performance can be enhanced, if the Hard Armor is incapacitated by red coal or debris, or the Hard Armor is not incapacitated, but it is in the inner part by red coal and debris. If a large deformation occurs, such as a large bulge, or a large impact energy is applied to the hard armor of the bullet-dissimilar bullet-proof material due to the impact of red coal and debris, between the hard armor and the wearer's body Bullets passing through the hard bulletproof board or broken fragments of the hard armor plate may be allowed to travel to the wearer's body. It reduces the wearer's injury due to partial deformation of the inner surface of the hard armor plate, and prevents the large impact energy applied to the hard armor plate from being transmitted to the wearer's body. Consideration should be given to a soft armor that can absorb a portion of the. A specific thickness made of ultra high molecular weight polyethylene (UHMWPE) layer 300, which is one layer of a hard armor plate of layered armor armor, invented above, ie Dyneema Dyneema UD or Spectra spectra fibers. Non-woven fabric and a sufficient amount of D3o impact-absorbing material re-use the mixed layer of reinforced concrete as a soft bulletproof sheet.This ultra-high molecular weight polyethylene layer is one of the hard armor as described, but it is a soft armor. It has enough flexibility and light weight to be used as a product. Ultra High Molecular Weight Polyethylene (UHMWPE) fibers have about 40% better tensile strength than Kevlar fibers, have very low hygroscopicity and significantly higher wear resistance and lighter weight.

이 초고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE) 섬유 부직포는 케블러 섬유 직물와 달리 날카로운 흉기류에 찔리거나(Puncture) 도검류에 의해 베어지는 것에 대한 저항이 강하여 우수한 방검 및 방도 성능(Stab Proof)을 가지고 있다.This ultrahigh molecular weight polyethylene (UHMWPE) fibrous nonwoven fabric, unlike Kevlar fibrous fabrics, has a strong resistance to being punctured by sharp weapons or cut by swords, and has excellent proof and anti-stable performance.

이는 특히 백병전에서 적의 총창(착검된 소총의 북한식 표현)에 쉽게 뚫리거나 베이지 않는다는 것을 특징으로 한다.It is particularly characterized by the fact that it is not easily pierced or cut through enemy rifle (North Korean representation of detected rifle) in hand-to-hand combat.

또한, 특수작전 부대들은 적의 중요 시설 등 목표물에 침투, 파괴 후 퇴출시기도비닉(企圖庇匿)을 유지하여 정규군과의 교전을 피하기 위하여 무성무기, 즉 소음기를 부착한 총기 외에도 각종 도검류, 석궁, 도끼 등을 이용하여 초병 및 근무병들을 조용히 살해하는데, 기존 케블러는 이러한 무기들에 대한 방어력이 부족하였으나 Dyneema 다이니마 UD 또는 Spectra 스펙트라 부직포와 D3o 충격흡수물질로 구성된 초고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE)층으로 이루어진 소프트 방탄판(Soft Armor)은 이러한 특수전 병기들에 대한 방어능력도 갖게 된다.In addition, special operations units infiltrate targets such as the enemy's important facilities and maintain the exit timing after destruction, so as to avoid engagement with regular forces, in addition to guns, crossbows, Quiet kills of soldiers and soldiers using axes, but the existing Kevler lacks defenses against these weapons, but consists of a layer of ultra high molecular weight polyethylene (UHMWPE) composed of Dyneema Dyneema UD or Spectra spectra nonwovens and D3o shock absorbers. Soft Armor also provides defense against these special warfare weapons.

그러므로, 케블러 보다 가벼우면서도 우수한 방탄성능(Bullet Proof) 및 방도성능(Stab Proof)을 가진 장비를 제작할 수 있게 된다.Therefore, it is possible to manufacture a device that is lighter than Kevlar and has excellent bullet proof performance and stab proof performance.

하지만, 초고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE) 방탄부직포의 제작방법을 보면 알듯이 높은 온도에 대한 저항이 매우 낮기 때문에 고온 환경에서 초고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE) 방탄섬유들의 취약점을 보완할 수 있는 방법으로 소프트 방탄판(Soft Armor) 제작시 우주복, 방화복 등에 쓰이는 우수한 내열직물이며 앞서 발명된 층상이종장갑재로 된 하드방탄판(Hard Armor)을 포장하여 내부로의 열전달을 차단하고, 실화 또는 적탄에 의해 불에 타는 것을 방지하도록 쓰였던 노멕스(Nomex) 내열직물층(600)을 소프트 방탄판(Soft Armor)의 포장재로 다시 이용하는 것이다. However, as can be seen from the manufacturing method of ultra high molecular weight polyethylene (UHMWPE) bulletproof nonwoven fabric, the soft bulletproof plate (Soft bulletproof board) is a method that can compensate for the weakness of ultra high molecular weight polyethylene (UHMWPE) bulletproof fibers in high temperature environment because the resistance to high temperature is very low. Armor) It is an excellent heat-resistant fabric used for space suits, fire suits, etc. It was used to wrap a hard armor made of layered heterogeneous armor, to block heat transfer to the inside, and to prevent burning by fire or red coal. Nomex (Nomex) heat-resistant fabric layer 600 is used as a packaging material of the soft armor (Soft Armor).

그리고, 특정한 두께로 제작된 초고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE)계열 Dyneema 다이니마 UD 또는 Spectra 스펙트라 방탄부직포층을 필요한 만큼 여러 겹을 겹친 후에 앞에서 설명한 D3o 충격흡수재료를 충분히 침습시켜서 특정한 방탄, 방검, 방도 및 충격흡수 성능을 가진 소프트 방탄패널을 제작함으로 소프트 방탄판(Soft Armor)의 중량을 가능한 줄이면서도 필요한 방탄, 방검, 방도, 충격흡수 성능, 즉 외부로부터 가해질 수 있는 모든 상황에 대한 저항능력을 얻되, 부족한 열에 대한 저항을 가질 수 있도록 노멕스(Nomex) 내열직물층으로 포장(Packaging)함으로써 고온 환경에서도 우수한 방호특성을 가질 수 있게 된다.In addition, the ultra-high molecular weight polyethylene (UHMWPE) series Dyneema Dyneema UD or Spectra spectra bulletproof nonwoven layer manufactured to a specific thickness is overlapped as many times as necessary, and then the D3o shock absorbing material described above is sufficiently infiltrated to provide specific bulletproof, anti-skid, anti-fog and shock absorbing properties. By producing soft bulletproof panels, the weight of the Soft Armor is reduced as much as possible while providing the necessary bulletproof, sword, anti-fogging, shock-absorbing performance, i.e. resistance to all situations that may be applied from the outside. By packaging with a Nomex heat resistant fabric layer to have a resistance, it can have excellent protection characteristics even in a high temperature environment.

특히, 이 부분에서 초고분자량 폴리에틸렌층 소프트 방탄판(Soft Armor) 한 층을 만들어 한 겹의 Nomex 직물층으로 포장하는 것이 아니라 특정한 두께로 제작된 Dyneema UD 또는 Spectra 스펙트라 방탄부직포층 4겹에 D3o 충격흡수재료를 충분히 침습시켜 만드는 방탄패널(방탄, 방검, 방도, 겸 충격흡수) 각 1 매마다 Nomex 직물로 포장하며(800), 만약 초고분자량 폴리에틸렌층 방탄패널 4~5 매가 겹쳐져 전체적인 소프트 방탄판(Soft Armor)으로 내장된다면 굉장한 방호특성을 가질 수 있다.In particular, instead of making a layer of ultra high molecular weight polyethylene layer soft armor and wrapping it in a single layer of Nomex fabric, D3o shock-absorbing material on 4 layers of Dyneema UD or Spectra spectra bulletproof nonwoven layer made of specific thickness Bulletproof panel (bulletproof, swordproof, anti-fogging, shock absorbing) made of Nomex fabric for each sheet (800), if 4 ~ 5 sheets of ultra high molecular weight polyethylene layer bulletproof panels are overlapped, the overall soft armor If built in, it can have great protection characteristics.

또한, 필요한 경우 내부의 땀 등 습기는 발산(發汗)하며 외부의 비와 눈 등으로 인한 수분, 습기 등은 들어오지 못하게(防水, 防濕) 하며, 영하 수 십도의 낮은 기온에서도 체온을 유지할 수 있도록(防寒) 도와주는 고어텍스(Gore-Tex)로 안쪽 면이 처리된 1000 Denier Cordura 코듀라 나일론 원단으로 만들어진 다양한 형태의 방탄복 외피(Outer Vest)들을 제작하여 그 안에 하드 방탄판(Hard Armor)과 소프트 방탄판(Soft Armor)을 수납하고, 재봉선도 고어-텍스 씰링 테이프(Gore-Tex sealing tape)로 보강할 수 있다. 여기서 고어텍스는 생산비 절감을 위해 거의 비슷한 성질을 가지지만 가격이 더 저렴한 대용품인 딘텍스(DINTEX)로 교체될 수도 있다. 이 다양한 형태의 방탄복 외피(Outer Vest)들 중 전술조끼형 방탄복 외피(Outer Tactical Vest)의 바깥 면에는 방탄복이 권총집, 탄입대, 수류탄 주머니, 무전기 주머니, 지도 주머니, 구급약품 주머니, 전투용 칼집(Combat Knife Sheath) 등을 결속하는 Load Bearing Platform을 겸하는 세계적인 추세에 따라 여러 개의 1 inch(2.54 cm) 또는 각 나라의 군대, 경찰의 규격에 맞는 폭의 두꺼운 나일론 띠들(Webbings)이 일정 간격(미군은 1 inch 간격)으로 재봉된 PALS(Pouch Attachment Ladder System)이 부착된다. 이 PALS에는 MOLLE(MOdular Lightweight Load -carrying Equipment)가 붙어있는 군장수납용 주머니들(앞서 설명된)을 부착할 수 있다.In addition, if necessary, moisture such as internal sweat emanates (發汗) and prevents moisture, moisture, etc., caused by external rain and snow, and keeps the body temperature even at low temperatures below tens of degrees. (防寒) Various types of outer vests made of 1000 Denier Cordura cordura nylon fabric with inner surface with helper Gore-Tex, and hard armor and soft bulletproof panels Soft Armor can be stored and seams can be reinforced with Gore-Tex sealing tape. Gore-Tex can be replaced by DINTEX, a lower cost alternative that has almost the same properties to reduce production costs. Among these various types of outer vests, the outer surface of the outer tactical vest vest is a vest with handguns, bullets, grenades, radios, maps, first-aid kits, and combat sheaths. According to the global trend, which combines a load bearing platform that binds Combat Knife Sheath, etc., several 1 inch (2.54 cm) or thick nylon webbings that meet the military and police standards of each country are spaced at regular intervals. PALS (Pouch Attachment Ladder System) sewn at 1 inch intervals is attached. The PALS can be equipped with military storage pouches (described above) with MOLLE (MOdular Lightweight Load Carrying Equipment).

한편, 각 방탄재료의 제작방법은 다음과 같다.Meanwhile, the production method of each bulletproof material is as follows.

각 방탄재료가 층상으로 배열된 층상이종장갑재(Layered Hybrid Armor Material For Personnel Armor)로 된 하드 방탄판(Hard Armor)을 제작하기 위해 먼저 만들고자 하는 방탄장비 - 하드 방탄판(Hard Armor) -들의 금형을 만든다.In order to make a hard armor made of layered hybrid armor material for personnel armor in which each bulletproof material is arranged in layers, a mold of bulletproof equipment-hard armors-is made.

금형은 각 재료가 적층될 두께에 따라 각기 별도로 만들어져야 하며, 각 재료들은 이 금형들을 이용하여 서로 다른 압출 성형기로 압출 성형하여 성형된 후 최종적으로 필요한 형태를 위한 금형에 서로 층별로 배열한 후 열과 압력을 가해서 최종적으로 층상이종장갑재(Layered Hybrid Armor Material For Personnel Armor)로 된 원하는 방탄장비- 하드 방탄판(Hard Armor) -들을 제작하게 된다.The molds must be made separately according to the thickness of each material to be laminated, and each material is formed by extrusion molding with different extrusion machines using the molds, and then arranged in layers with each other in a mold for the final required shape. Pressure is then applied to create the desired bulletproof equipment-Hard Armor-made of Layered Hybrid Armor Material For Personnel Armor.

최종 성형 직전에 각각의 층 사이에 접합제(접착제)를 도포하여 각 층이 서로 단단하게 접착되게 한다.A binder (adhesive) is applied between each layer just before final molding to ensure that each layer adheres tightly to each other.

이때, CNTRPCP(Carbon Nanotubes-Reinforced-Polycarbonate-Polymer)층(100)은 먼저, 폴리카보네이트 펠렛(합성수지 공장에서 생산되는 폴리카보네이트 중간재료의 경우 펠렛 형상으로 만들어져 포대에 담겨 판매됨)을 곱게 분쇄해서 분말 상태로 만든 다음 미리 정해진 양의 탄소나노튜브 입자들을 첨가한 후 잘 섞어 폴리카보네이트 분말들 사이에 탄소나노튜브 입자들이 골고루 흩어지도록 한다.At this time, CNTRPCP (Carbon Nanotubes-Reinforced-Polycarbonate-Polymer) layer (100), first, polycarbonate pellets (in the case of polycarbonate intermediate material produced in a synthetic resin factory is made into a pellet shape and sold in a bag) finely ground powder After making a state, add a predetermined amount of carbon nanotube particles and mix well so that the carbon nanotube particles are evenly dispersed between the polycarbonate powders.

이 상태에서, 양 끝에 구동축이 달린 긴 원통형의 용기를 통해 감속시켜 교반할 수 있는 적당한 경사를 가진 원통형 용기에 혼합되지 않은 각각의 재료들, 즉 미리 만든 폴리카보네이트 분말 일정량과 탄소나노튜브 입자 일정량을 투입한 후 원통형 용기를 천천히 회전시키면서 두 재료들이 충분히 잘 섞이도록, 즉 폴리카보네이트 분말들 사이에 탄소나노튜브 입자들이 각각 다른 방향성을 가지면 잘 흩어지도록 섞고, 이후 배출과 함께 미리 충분한 예열이 된 압출 성형기의 투입구에 넣는다.In this state, each of the unmixed materials, i.e., a predetermined amount of polycarbonate powder and a certain amount of carbon nanotube particles, are mixed in a cylindrical container having a moderate inclination which can be decelerated and stirred through a long cylindrical vessel having drive shafts at both ends. After injection, the cylindrical container is slowly rotated so that the two materials are mixed well enough, that is, the carbon nanotube particles are dispersed well between the polycarbonate powders if they have different orientations, and then preheated with the exhaust in advance. Put it in the inlet.

그리고, 투입된 Carbon Nanotubes + Polycarbonate Powders 혼합물은 압출 성형기 내부에서 폴리카보네이트 분말이 녹으면서 압출 성형기 내부의 회전하는 스크류에 의해 다시 잘 섞이며 금형 주입구까지 밀려가도록 한다.In addition, the injected carbon nanotubes + polycarbonate powders mixture melts the polycarbonate powder inside the extruder and is mixed again by the rotating screw inside the extruder and pushed to the mold inlet.

이렇게 하면, 탄소나노튜브의 입자들이 모든 방향에 대한 방향성을 가지며 벌크 폴리머(Bulk Polymer)인 폴리카보네이트에 걸쳐서 고루 흩어지는 현상, 즉 이론상의 3-Dimensional Random Orientation Process와 비슷한 효과를 얻어 모든 방향에 대하여 균질한 성능을 가진 CNTRPCP를 생산할 수 있게 된다.In this way, the particles of carbon nanotubes are oriented in all directions and are spread evenly over the polycarbonate, which is a bulk polymer, that is, similar to the theoretical 3-Dimensional Random Orientation Process. It is possible to produce CNTRPCP with homogeneous performance.

다음으로, 본 발명에서 가장 중요한 방탄재료인 CNTRPUP(Carbon Nanotubes-Reinforced-Polyurethane-Polymer)는 다음과 같이 제작될 수 있다.Next, carbon nanotubes-reinforced-polyurethane-polymer (CNTRPUP), which is the most bulletproof material in the present invention, may be manufactured as follows.

앞서 설명한 CNTRPCP의 제작 방법과 같이 미리 폴리우레탄 중간재료를 곱게 빻거나 갈아 분말로 만든 후 미리 계산된 일정양의 탄소나노튜브 입자들을 첨가하고, 잘 혼합한 다음 압출 성형기 안에서 스크류로 다시 혼합하여 카본나노튜브 입자들이 모든 방향에 대하여 방향성을 가지면서 벌크 폴리머(Bulk Polymer)인 폴리우레탄 내부에 일정하게 흩어질 수 있게 하여 그림 2에 보인 이론상의 3-Dimensional Random Orientation Process와 비슷한 효과를 내어 최종적으로 제작된 CNTRPUP가 모든 방향에 대하여 균질한 성능을 갖도록 한다.In the same manner as in the manufacturing method of CNTRPCP, finely grind or grind the intermediate polyurethane material in advance, add a predetermined amount of carbon nanotube particles, and mix well, and then remix with a screw in an extrusion molding machine. The CNTRPUP is finally produced by producing tube particles that are directional in all directions and are uniformly scattered inside the bulk polymer polyurethane, similar to the theoretical 3-Dimensional Random Orientation Process shown in Figure 2. Ensure homogeneous performance in all directions.

아울러, 초고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE)층은 충분한 두께의 Dyneema 다이니마 UD 또는 Spectra 스펙트라 섬유 방탄재와 충분한 양의 D3o 충격흡수재료를 이용하여 방탄층을 형성한다.In addition, the ultra high molecular weight polyethylene (UHMWPE) layer forms a ballistic layer using a sufficient thickness of Dyneema Dyneema UD or Spectra spectra fiber bulletproof material and a sufficient amount of D3o impact absorbing material.

이때, 초고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE) 재료들은 상온에서 우수한 기계적 성능, 즉 인장강도가 약 2.4 GPa에 이르는 강력한 재료들로써 가장 최신의 케블러 섬유에 비해 약 40% 이상 우수한 기계적 성질을 가지고 있다.At this time, the ultra high molecular weight polyethylene (UHMWPE) materials have excellent mechanical performance at room temperature, that is, strong materials with a tensile strength of about 2.4 GPa, and have about 40% or more superior mechanical properties than the latest Kevlar fibers.

Dyneema 다이니마 UD와 Spectra 스펙트라의 차이는 전자는 네덜란드의 DSM사에서 생산되고 후자는 미국의 Honeywell사에서 생산된다는 것뿐이며 기계적 성질을 거의 비슷하다.The only difference between the Dyneema Dyneema UD and the Spectra Spectra is that the former is produced by DSM in the Netherlands and the latter is produced by Honeywell in the United States, with almost the same mechanical properties.

이러한 초고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE) 섬유들로 방탄재를 만드는 방법은 케블러 방탄섬유처럼 직조기로 짜서 방탄섬유를 만든 후 필요한 방탄성능을 얻을 수 있을 만큼 여러 겹을 겹치는 것이 아니라 쉽게 녹거나 불에 타지 않는 케블러 섬유와 달리 녹는점이 낮으므로 직조기로 직조를 하는 대신 여러 가닥의 섬유들을 한 방향으로 배열한 후 열을 가하여 섬유들이 서로 들러붙게 하는 부직포(Felt)로 제작되기 때문에 특정방향에 대한 외력에 약점을 가지지 않도록 층층이 여러 방향에 대하여 섬유들을 배열한 후 가압, 가열하여 특정한 두께의 방탄, 방검, 방도 성능을 가진 초고분자량 폴리에틸렌(UHWMPE) 부직포층을 만들 수 있다. 이 특정한 두께의 방탄, 방검, 방도 성능을 가진 초고분자량 폴리에틸렌(UHWMPE) 부직포층에 충분한 양의 D3o 충격흡수물질을 침습시켜 특정한 두께의 방탄(防彈), 방검(防劍), 방도(防刀), 및 충격흡수(衝擊吸收) 성능(Bullet Proof, Stab Proof, and Impact Absorption)을 가진 초고분자량 폴리에틸렌(UHWMPE)층을 만들 수 있다.The method of making a bulletproof material using these ultra high molecular weight polyethylene (UHMWPE) fibers is a Kevlar fiber that is not easily melted or burned, but is not overlapped enough to obtain the required bulletproof performance after weaving with a loom like Kevlar bulletproof fiber. Unlike the low melting point, instead of weaving with a weaving machine, instead of weaving the fibers in one direction, heat is applied to the non-woven fabric (Felt) to make the fibers stick together so that they do not have weakness in external force in a specific direction. A layered layer of fibers can be arranged in various directions and then pressurized and heated to produce a ultra-high molecular weight polyethylene (UHWMPE) nonwoven layer with a specific thickness of bulletproof, anti-skid, and anti-foaming performance. A sufficient amount of D3o impact-absorbing material is infiltrated into this ultra-high molecular weight polyethylene (UHWMPE) nonwoven fabric with ballistic, sword and anti-fog properties of a certain thickness. Ultra High Molecular Weight Polyethylene (UHWMPE) layers with,, and shock absorption performance (Bullet Proof, Stab Proof, and Impact Absorption) can be made.

그러나, 나중에 다뤄지겠지만 이 초고분자량 폴리에틸렌(UHWMPE)층의 치명적인 단점으로 열에 무척 약하다는 약점이 있다.However, as will be discussed later, the fatal drawback of this ultrahigh molecular weight polyethylene (UHWMPE) layer is its weakness in heat.

한편, 케블러 방탄섬유를 이용한 방탄층 겸 스폴 라이너(Spall Liner) 겸 충격흡수층에 대하여 설명하면 다음과 같다.On the other hand, the bullet-proof layer, the spall liner (spall liner) and the shock absorbing layer using the Kevlar bullet-proof fiber will be described as follows.

케블러 섬유로 짠 방탄직물들을 필요한 방탄성능을 가질 만큼 겹친 후 다시 충분한 양의 D3o 충격흡수재료를 침습시켜 방탄 및 충격흡수 성능을 가진 스폴라이너(Spall Liner)층을 만들며, 이 층은 방탄판이 미처 확실히 막지 못한 탄자의 파편 또는 충격에너지의 반사로 인해 발생하는 후면파쇄, 딱지파쇄 등에 의해 발생하는 방탄판의 파편들이 방탄판 후면으로 뚫고 나가지 못하게 하는 역할을 하며 방탄판이 충격에너지에 의해 부서지더라도 떨어져 나가 착용자를 다치게 하는 것을 막는 역할도 겸하게 된다.Kevlar fiber woven fabrics are piled up to have the necessary anti-ballistic performance and then infiltrate a sufficient amount of D3o shock-absorbing material to form a Spall Liner layer with bulletproof and shock-absorbing performance, which ensures the bulletproof plate It prevents the fragments of the bulletproof plate caused by the fragmentation of the bullet which is not blocked or the reflection of the impact energy, and the fragmentation of the bulletproof plate caused by the fracture of the scab. It also serves to prevent injury.

이는 본 발명이 추구하는 중요한 개념인 "충격에너지의 단계적인 감소"에 따라 앞의 방탄층들에서도 충분히 감소되지 않은 충격에너지를 최소화하여 착용한 병사가 불런트 포스 트라우마(Blunt Force Trauma)를 입는 것을 최소화시켜 준다.This suggests that soldiers wearing minimal force trauma (Blunt Force Trauma) with minimal impact energy, which are not sufficiently reduced even in the preceding bulletproof layers, in accordance with the "conceptual reduction of impact energy", an important concept pursued by the present invention. Minimize.

마지막으로, 미리 제작된 완성품의 금형에 위의 네 가지 재료들을 놓고 각 층 사이에 접합제(접착제)를 도포한 후 금형에 적절한 열과 압력을 가하여 네 층이 완전히 붙도록 하여 최종적으로 원하는 성능과 형태의 층상이종장갑(層狀異種裝甲)재를 제작할 수 있게 된다.Finally, place the above four materials on the mold of the finished product, apply a bonding agent (adhesive) between the layers, and apply the proper heat and pressure to the mold so that the four layers are completely attached. It is possible to manufacture a layered heterogeneous glove material.

다음으로, 상술한 하드 방탄판(Hard Armor)과 함께 앞서 설명한 특수처리된 1000 Denier Cordura 코듀라 원단으로 제작된 다양한 형태의 방탄복 외피(Outer Vest)들 내에 삽입될 새로운 개념의 소프트 방탄판(Soft Armor)은 다음과 같이 제조될 수 있다. 상황에 따라 하드 방탄판(Hard Armor)과 소프트 방탄판(Soft Armor)이 함께 전술조끼형 방탄복 외피(Outer Tactical Vest) 또는 평상복 안에 입을 수 있는 방탄복 외피(Concealable Outer Vest) 또는 그 외 다른 형태의 외피들에 수납되어 착용되거나, 또는 두 종류의 방탄판들 중 한 가지만이 전술한 두 종류의 외피들중 한 종류 내에 수납되어 착용될 수 있다.Next, a new concept of soft armor to be inserted into various types of outer vests made of the above-described specially treated 1000 Denier Cordura cordura fabric together with the hard armor described above is It can be prepared as follows. Depending on the circumstances, the Hard Armor and the Soft Armor may be used together in the outer tactical vest or casual outer vest or any other type of outer shell that can be worn in casual wear. It may be housed and worn, or only one of the two types of bulletproof plates may be housed and worn in one of the two types of envelopes described above.

여기서 소프트 방탄판(Soft Armor)은 케블라(Kevlar), 투론(Twaron) 섬유들로 만든 방탄직물을 여러 장 겹쳐서 만든 기존의 소프트 방탄판(Soft Armor)들과는 달리 앞에서 발명한 방탄용 층상이종장갑재(Layered Hybrid Armor Material For Personnel Armor)로 된 하드 방탄판(Hard Armor)을 이루는 층들 중의 한 층으로 쓰인 초고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE)층, 즉 Dyneema 다이니마 UD 또는 Spectra 스펙트라 부직포들과 D3o 충격흡수물질이 마치 철근콘크리트 처럼 혼합된 층을 다시 이용한다. 이 초고분자량 폴리에틸렌층은 층상이종장갑재로 제작된 하드 방탄판(Hard Armor)의 한 층으로 쓰이기는 하지만 소프트 방탄판(Soft Armor)으로 쓰일 수 있기에 충분한 유연성(Flexibility)과 이미 앞서 설명된 방탄(防彈), 방검(防劍), 방도(防刀), 및 충격흡수(衝擊吸收) 성질들을 가지고 있다.Here, soft armor is a layered hybrid armor for bulletproof unlike the previous soft armors made by stacking bulletproof fabrics made of Kevlar and Twaron fibers. Ultra High Molecular Weight Polyethylene (UHMWPE) layer used as one of the layers of Hard Armor made of Material For Personnel Armor, ie Dyneema Dyneema UD or Spectra Spectra nonwovens and D3o impact absorbing material blended like reinforced concrete The used layer again. This ultra-high molecular weight polyethylene layer is used as a layer of hard armor made of layered heterogeneous armor, but it is flexible enough to be used as a soft armor and has already been described above. It has the properties of sword, antiseptic, and shock absorbing.

미군의 최신형 IOTV 방탄복에 삽입된 소프트 방탄판(Soft Armor)은 PASGT 방탄복의 재료인 케블러 Kevlar 29 방탄직물로 만들어지지 않았고, 90년대 Somalia와 Kosovo에 파병되었던 미국 육군 75th Ranger 제 75 특공연대의 방탄복이었던 Ranger Body Armor의 소프트 방탄판(Soft Armor) 재료인 케블러 Kevlar KM2 방탄직물로 만들어졌다.Soft bangtanpan into the latest IOTV Serge Army (Soft Armor) is a former Serge PASGT Kevlar material is Kevlar Kevlar 29 did not create a bullet-proof fabric, the US Army 75 th Ranger 75 Commando Regiment was deployed in the 1990s Somalia and Kosovo Made from Kevlar Kevlar KM2 bulletproof fabric, the Soft Armor material of the Ranger Body Armor.

물론, 이 케블러 Kevlar KM2로 된 소프트 방탄판(Soft Armor)도 실제적으로 방어할 수 있는 것은 9mm 정도의 권총탄 및 세열 수류탄으로부터 비산되는 조그만 파편들 정도이지만, 1993년 10월 3일 소말리아의 수도 모가디슈하드에서 군벌 모하메드 파라 아이디드 휘하의 핵심인물들을 체포하기 위해 투입된 레인져 대원들이 산화알루미늄 세라믹으로 만들어진 하드 방탄판(Hard Armor)들의 중량 문제로 인해 하드 방탄판(Hard Armor)의 착용을 기피하는 바람에 큰 인명손실을 초래하는 경우도 발생하였다.Of course, the Kevlar Kevlar KM2's Soft Armor is actually able to defend against the smallest pieces of 9mm pistol and fragmentation grenades, but the capital of Somalia on 3 October 1993. Ranger crews used to arrest key figures under Warlord Mohamed Paraidd in Russia avoided wearing hard armor due to the weight problems of hard armors made of aluminum oxide ceramics. It also caused cases.

오랜 기간 동안 미국을 비롯한 여러 나라의 군대에서는 Body Armor의 개념을 적의 소총탄을 막는 것보다는 Ricochet(발사된 탄자가 단단한 벽 등에 맞고 부서지며 튄 파편), 수류탄, 박격포탄 등으로부터의 보호로 규정하고 있지만 전쟁의 양상이 점점 바뀌고 적의 총탄에 의한 위협도 높아졌으며 섬유기술 등 재료과학기술이 발달하여 불런트 포스 트라우마(Blunt Force Trauma)를 막기 위해 개발되었던 트라우마 패드(Trauma Pad)가 방탄능력까지 겸하는 하드 방탄판(Hard Armor)으로 발전하였다.For a long time, armies in the United States and other countries have defined the concept of Body Armor as protection from ricochets, grenades, mortars, etc., rather than blocking enemy rifle bullets. The war has changed, the threat from enemy bullets has increased, and the hard bulletproof bulletproof board of the Trauma Pad, which was developed to prevent the Blunt Force Trauma, has developed with the development of material science and technology such as textile technology. (Hard Armor)

그럼에도 불구하고, 아직도 소프트 방탄판(Soft Armor)은 권총탄, 수류탄 파편 정도에 대한 방어능력만 가지고 있고 구형 벌리스틱 나일론(Ballistic Nylon) 방탄조끼이든 케블러(Kevlar) 방탄조끼이든 모두 도검류, 얼음송곳, 화살 등에 대한 충분한 보호능력(Stab Proof)을 가지고 있지 못하다.Nevertheless, the Soft Armor still only provides protection against pistol and grenade fragments, and whether it's an old ballistic nylon bulletproof vest or a Kevlar bulletproof vest, swords, ice drills and arrows. It does not have enough Stab Proof for the back.

이 때문에 미군은 소총탄을 막기 위해서 임시방편으로 기존의 PASGT 방탄복 위에 착용할 수 있도록 세라믹 방탄판을 삽입한 주머니를 앞 뒤로 연결하여 가운데 구멍에 머리를 집어넣는 식의 보조장비를 개발했으나 방탄성능과 무게 때문에 폐지하였고, PALS(MOLLE)가 부착된 전술조끼형 방탄복 외피(Outer Tactical Vest) 안에 케블러 소프트 방탄판(Soft Armor)과 하드 방탄판(Hard Armor)들이 수납되는 Point Blank사의 인터셉터(Interceptor) 방탄복으로 전면교체를 하였고, 다시 케이블과 이에 달린 손잡이를 이용한 신속해체기능이 추가되고 내부의 하드 방탄판(Hard Armor)들도 SAPI에서 ESAPI로 저강도 전쟁 또는 비대칭 전쟁이라 부르는 특수전 전력이 많은 비중을 가지는 현재의 전투양상에서는 고도로 훈련된 특수전 부대가 적의 주요 시설에 침투, 파괴, 퇴출을 하는 경우 정규군과 직접적인 교전을 피하기 위한 기도비닉(企圖秘匿)을 유지해야 하며 이 때문에 많이 쓰이게 된 것이 바로 무성무기들이다.For this reason, the US military developed an auxiliary device that inserted a head with a bulletproof ceramic bulletproof board in front and back so that it could be worn over the existing PASGT body armor as a temporary measure to prevent rifle bullets. It was abolished and the front was replaced with Point Blank's Interceptor Body Armor, which houses Kevlar Soft Armor and Hard Armor inside the Tactical Vest Body Armor with PALS (MOLLE). In addition, in addition to the quick dismantling function using the cable and the handle attached to it, the internal hard armors also have a large proportion of special warfare, which is called low intensity war or asymmetric war from SAPI to ESAPI. If a highly trained special warfare unit infiltrates, destroys or exits an enemy's main facility, To maintain the confidentiality prayer group and direct (企圖 秘 匿) to avoid an engagement and a lot because it sseuyige are very silent weapons.

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대표적인 무성무기들로는 소음기가 달린 총기류(주로 적의 군견 또는 초병을 죽이기 위한), 도검류, 석궁류, 손도끼류 등이 주로 쓰이게 되었으며, 보병의 경우 가장 마지막 전투수단인 백병전이 발생했을 경우 방탄조끼를 입은 상태에서도 적의 총창에 뚫려서 사망하는 경우가 많다.Representative silent weapons include firearms with silencers (mostly for killing enemy dogs or soldiers), swords, crossbows, and hand axes. Edo is also often killed by enemy guns.

또한, 근래 들어 FN Herstal 사의 5.7mm 고속탄(Five-Seven)과 같이 작은 구경의 고속탄으로 200m 거리에서 기존의 방탄복을 쉽게 관통하는 소형탄들이 등장하게 되었다.In recent years, small bullets such as FN Herstal's 5.7mm Five-Seven have been introduced with small caliber high speed bullets that easily penetrate existing body armor at a distance of 200m.

NATO 표준 소총탄으로 채택된 5.56 x 45 mm SS-109탄(탄자중량 4 g)도 소총으로 사격시 600m 정도까지의 유효사거리와 기관총으로 사격시 800m 정도까지의 유효사거리를 가지기 위해 탄심의 일부가 강철로 되면서 탄심이 납으로만 되어 밀도가 큰 물체와 충격시 쉽게 파손되던(물론 그 때문에 살상력은 높았지만) 기존의 5.56 x 45 mm M-193탄(탄자중량 3.56 g)과 달리 어느 정도 수준의 방탄장비는 쉽게 관통할 수 있으며, 가장 최근에 미군이 장거리 저격용으로 채용한 5.56 x 45 mm Mk. 262 중량탄(탄자중량 5.0 g)은 더 설명할 필요도 없다.The 5.56 x 45 mm SS-109 (4 g bullet weight), adopted as a NATO standard rifle, also has a portion of the steel core that has a range of up to 600 m when fired with a rifle and a range of about 800 m when fired with a machine gun. In contrast to the existing 5.56 x 45 mm M-193 bullet (tank weight 3.56 g), the bullet core was made of lead only and was easily damaged during impact with a dense object (although the killing power was high). The instrument is easily penetrated and is the most recently deployed 5.56 x 45 mm Mk. The 262 heavy coal (5.0 g of bullet weight) need not be further explained.

이러한 이유들로 인해 본 발명의 하드 방탄판(Hard Armor)을 이루는 층상이종장갑재 중의 한 층이자 케블러보다 더 향상된 방탄성능을 가지며, 도검, 외부로부터의 강한 충격 등에 대한 어느 정도의 방호력을 가지는 초고분자량 폴리에틸렌층을 앞서 설명한 형태로 제작한 소프트 방탄판(Soft Armor)을 제공한다.For these reasons, ultra-high molecular weight polyethylene, which is one of the layered armored armors of the present invention, has better anti-ballistic performance than Kevlar, and has some degree of protection against sword, strong impact from the outside, etc. Soft Armor fabricated in the form described above.

이와 같은, 본 발명은 방탄복, 방탄헬멧, 팔꿈치 보호대, 무릎 보호대, 상박 보호대, 하박 보호대, 허벅지 보호대, 아랫배 및 낭심 보호대, 전투화의 밑창, 방판방패, 방탄마스크, 소총의 개머리판, 권총 프레임, 대검손잡이, 도검류 손잡이 등 각개 병사에 지급되는 각종 무기류는 물론 보호용 개인 방호장비들 모두에 적용될 수 있다.
As described above, the present invention is a body armor, bulletproof helmet, elbow protector, knee protector, upper arm guard, lower arm guard, thigh guard, belly and romance guard, combat shoe sole, shield shield, bulletproof mask, rifle butt, pistol frame, bayonet handle It can be applied to all types of weapons, such as swords, handles, and swords, to individual soldiers, as well as to personal protective equipment.

100 : CNTRPCP층(카본나노튜브 강화 폴리카보네이트층)
200 : CNTRPUP층(카본나노튜브 강화 폴리우레탄층)
300 : 초고분자량 폴리에틸렌층
400 : 스폴라이너층
500 : 케블러 방탄직물층
600 : 노멕스 내열직물층
700 :초고분자량 폴리에틸렌층
800 : 노멕스 내열직물층
900: 외피(Outer Vest)100: CNTRPCP layer (carbon nanotube reinforced polycarbonate layer)
200: CNTRPUP layer (carbon nanotube reinforced polyurethane layer)
300: ultra high molecular weight polyethylene layer
400: spliner layer
500: Kevlar bulletproof fabric layer
600: Nomex heat resistant fabric layer
700: ultra high molecular weight polyethylene layer
800: Nomex heat resistant fabric layer
900: outer vest

Claims (3)

탄소나노튜브 강화 폴리카보네이트 고분자중합체로 이루어진 카본나노튜브 강화 폴리카보네이트(Carbon Nanotubes-Reinforced-Polycarbonate-Polymer)층(100)과;
상기 카본나노튜브 강화 폴리카보네이트층(100)의 하면에 접합제를 통해 가열 가압되어 접합된 탄소나노튜브 강화 폴리우레탄 고분자중합체로 이루어진 카본나노튜브 강화 폴리우레탄(Carbon Nanotubes-Reinforced-Polyurethane-Polymer)층(200)과;
상기 카본나노튜브 강화 폴리우레탄층(200)의 하면에 접합제로 가열 가압되어 접합되고, 충격을 흡수하여 총상과 불런트 포스 트라우마(Blunt Force Trauma)를 방지하는 초고분자량 폴리에틸렌층(300)과;
상기 초고분자량 폴리에틸렌층(300)의 하면에 접합제로 가열 가압되어 접합되고, 후면파쇄와 딱지파쇄를 방지하는 스폴라이너층(Spall Liner Layer)(400)과;
상기 스폴라이너층(400)을 감싸면서 최종적으로 충격에너지를 흡수하도록 상기 층들에 도포되는 형태로 포장되는 케블러 방탄직물층(500)과;
상기 케블러 방탄직물층(500)을 감싸는 형태로 도포되어 포장되고, 내부로의 열전달을 차단하고, 실화 또는 적탄에 의해 불에 타는 것을 방지하도록 구비되는 노멕스 내열직물층(600)으로 구성된 개인용 하드 방탄판.
Carbon nanotubes-Reinforced-Polycarbonate-Polymer layer 100 made of carbon nanotube-reinforced polycarbonate polymer;
Carbon nanotubes-Reinforced-Polyurethane-Polymer layer consisting of carbon nanotube-reinforced polyurethane polymer polymer bonded to the lower surface of the carbon nanotube-reinforced polycarbonate layer 100 by heat pressing through a binder 200;
An ultrahigh molecular weight polyethylene layer 300 which is bonded to the lower surface of the carbon nanotube reinforced polyurethane layer 200 with a heat pressurized adhesive and absorbs shock to prevent gunshot wounds and blunt force trauma;
Spline liner layer (400) which is bonded to the lower surface of the ultra-high molecular weight polyethylene layer 300 by pressing with a bonding agent to prevent the back fracture and scab fracture;
A Kevlar ballistic woven fabric layer (500) wrapped in a form applied to the layers to surround the spooler layer 400 and finally absorb impact energy;
The Khardler bulletproof fabric layer 500 is coated and wrapped in a form, a personal hard consisting of the Nomex heat-resistant fabric layer 600 is provided to block the heat transfer to the inside, and to prevent burning by misfire or red coal Bulletproof board.
청구항 1에 있어서;
상기 초고분자량 폴리에틸렌층(300)은 다이니마(Dyneema) UD 또는 스펙트라(Spectra) 섬유에 D3o(D3o Lab社:www.D3o.com에서 입수가능) 충격흡수재료를 압력과 온도를 가해 충전방식으로 침습시켜 형성된 것을 특징으로 하는 개인용 하드 방탄판.
The method according to claim 1;
The ultra-high molecular weight polyethylene layer 300 is invasive by applying pressure and temperature to D3o (available from D3o Labs: www.D3o.com) Dynema UD or Spectra fibers by applying pressure and temperature. Personal hard bulletproof plate, characterized in that formed by.
청구항 1에 있어서;
상기 스폴라이너층(400)은 여러 겹으로 적층된 케블러 방탄직물과, 상기 케블러 방탄직물 사이사이에 침습된 충격흡수용 D3o(D3o Lab社:www.D3o.com에서 입수가능)가 개재되어 고정된 것을 특징으로 하는 개인용 하드 방탄판.The method according to claim 1;
The spooler layer 400 is interposed between the Kevlar bulletproof fabric laminated in several layers and the shock absorbing D3o (available from D3o Lab: www.D3o.com) between the Kevlar bulletproof fabric is fixed Personal hard bulletproof plate characterized in that.
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